Образовательные ресурсы

Диагностика учебных достижений по физике. Особенности подготовки учащихся к ЕГЭ и ГИА

Окончание. См. № 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23/2009

Лекция 8. Подходы к диагностике естественно-научной грамотности в международных исследованиях

1. Подходы к диагностике естественно-научной грамотности в международном исследовании PISA^*

С начала 90-х гг. Министерство образования РФ совместно с Российской академией образования принимает участие в различных сравнительных международных исследованиях качества образования. Результаты этих исследований показали, что уровень подготовки наших школьников по естественно-математическим предметам устойчиво превышает средние международные показатели. Российские учащиеся по общеобразовательной подготовке существенно не отличаются от своих сверстников в большинстве развитых стран мира. Однако при наличии достаточно высоких предметных знаний и умений наши ученики испытыва­ют затруднения в применении этих знаний в ситуациях, близких к повседневной жизни, а также в работе с информацией, представленной в различной форме, характерной для средств массовой информации.

Значительные изменения приоритетов в школьном образовании в мире за последние годы (переориентация на компетентностный подход, непрерывное самообразование, овладение новыми информационными технологиями, умение сотрудничать и работать в группах и др.) нашли отражение в программе международных исследований PISA. Одна из основных целей исследования – оценить способность молодых людей 15-летнего возраста к активному участию в жизни общества.

В исследовании PISA 2006 г. участвовали около 400 тысяч учащихся из 57 стран мира, представляющих общую совокупность почти 20 млн 15-летних подростков. Исследование образовательной подготовки учащихся проводится в трёх направлениях: грамотность чтения, математическая грамотность, естественно-научная грамотность. Особое внимание уделяется оценке овладения различными стратегиями обучения, умению использовать свои знания в разнообразных жизненных ситуациях, а также оценке межпредметной компетентности учащихся (использованию знаний, полученных при изучении отдельных предметов или ознакомлении с другими источниками информации, для решения поставленной задачи).

Под грамотностью чтения понимается способность человека к осмыслению письменных текстов и рефлексии на них, к использованию их содержания для достижения собственных целей, развития знаний и возможностей, для активного участия в жизни общества. Таким образом, термин «грамотность чтения» в исследовании имеет широкий смысл, оценивается не техника чтения, а способность ученика использовать чтение как средство приобретения новых знаний для дальнейшего обучения.

Цели исследования отражают современное представление о грамотности чтения: выпускник основной школы должен понимать тексты различного вида, уметь размышлять над их содержанием, оценивать их смысл и значение и излагать свои мысли о прочитанном. Предлагаемые тексты типичны для различных жизненных ситуаций – отрывки из художественных произведений, биографии, развлекательные тексты, личные письма, документы, статьи из газет и журналов, деловые инструкции, рекламные объявления, товарные ярлыки, географические карты и др. формы представ­ления информации также различны: диаграммы, рисунки, карты, таблицы и графики.

Под естественно-научной грамотностью понимается способность использовать естественно-научное знание, умение ставить вопросы и делать собственные обоснованные заключения с целью понять окружающий мир и изменения, происходящие в нём, а также принимать решения в отношении окружающего мира и происходящих в нём изменений.

Естественно-научная грамотность характеризуется следующими составляющими: • узнавание жизненных ситуаций, имеющих отношение к науке и технологии (контекст заданий) • понимание материального мира на основе научных знаний, что предполагает владение знаниями как об окружающем мире, так и об естественных науках (знаниевый компонент исследования) • обладание компетенцией, которая включает умение ставить научные вопросы, обращаться к имеющимся научным знаниям и использовать их, делать выводы на основе доказанных фактов • интерес к естественнонаучному знанию, включение естественно-научной деятельности в систему собственных ценностей, сложившаяся мотивация действовать ответственно, например, по отношению к природным ресурсам и окружающей среде (аффективный компонент исследования).

Использование жизненных ситуаций в заданиях тестов PISA накладывает существенные ограничения на отбор рассматриваемых в заданиях проблем. Здесь предлагается не привычный набор тем, а группы проблем: здоровье, ресурсы, окружающая среда, опасности и риски, передний край науки, интерес к науке, ценность научного познания, ответственность по отношению к ресурсам и окружающей среде. Каждая из предложенных ситуаций рассматривается в трёх контекстах: личном, социальном (связанном с местным окружением) и глобальным (рассматриваются явления, происходящие в разных уголках мира).

Например, для ситуаций «здоровье» такое распределение выглядит таким образом:

– личностный контекст – сохранение здоровья, предохранение от травм, правильное питание;

– социальный контекст – контроль над заболеваемостью, социальные передачи, выбор пищи, общественное здоровье;

– глобальный контекст – эпидемии, распространение инфекционных заболеваний.

В знаниевом компоненте выделяются две составляющие: естественно-научные знания и методологические знания (знание о науке как о проводимых человеком исследованиях). По физике задания теста касались вопросов: строение вещества, свойства вещества (например, изменение состояния, теплопроводность и электропроводность), движение и силы, энергия и её превращения, свет и радиоволны, звук.

Наибольший интерес, на наш взгляд, представляют подходы к оценке методологических знаний о естественных науках. Здесь диагностировались следующие вопросы: • появление научных исследований (например, вследствие любопытства, из-за возникновения научных проблем) • цели (выдвижение рабочей идеи, модели, теории) • наблюдения и эксперименты • данные (количественные измерения, качественные – наблюдения) • измерения (неопределённость, вариации, точность) • результаты исследования.

Абсолютно непривычным для нас стало включение в данное исследование аффективной составляющей, хотя всем понятно, что сформированная в школе система отношений к естественным наукам является основой для выбора как дальнейшего профессионального пути, так и для приобретения знаний, необходимых в жизни для решения различных проблем.

Для оценки отношений к естествознанию были разработаны вопросы, оценивающие: • понимание значимости научного познания • самооценку успешности в естествознании • интерес к науке • ответственность по отношению к ресурсам и окружающей среде.

Каждое из заданий характеризовалось всеми описанными характеристиками. Ниже приведены примеры трёх групп заданий с указанными содержательными характеристиками.

 

Пример 1. Горячая работа

Вопрос 1. Пётр ремонтирует старый дом. Он оставил в багажнике своей машины бутылку воды, несколько гвоздей и деревянный брусок. После того как машина три часа простояла на солнце, температура внутри неё достигла 40 °C. Что произошло с предметами в машине? Обведите «Да» или «Нет» для каждого утверждения.

Произошло ли следующее с предметами в машине?	«Да» или «Нет»?
Температура всех предметов стала одинаковой.	Да / Нет
Спустя некоторое время вода начала кипеть.	Да / Нет
Спустя некоторое время гвозди накалились докрасна.	Да / Нет

Верный ответ (Да, Нет, Нет – в указанном порядке) дали 38,3% российских учащихся.

Тип вопроса: комплексный с выбором ответа. • Компетенция: научное объяснение явлений. • Содержание: физические системы. • Область применения: связь естествознания и технологии. • Контекст: личностный.

Вопрос 2. Пётр налил себе чашку кофе, температура которого была около 90 °C, и чашку холодной минеральной воды, температура которой около 5 °C. Обе чашки одинаковые, и объём напитков тоже одинаковый. Температура в комнате, где находился Пётр, была около 20 °C.

Какой, вероятнее всего, будет температура кофе и минеральной воды через 10 мин?

A) 70 °C и 10 °C; B) 90 °C и 5 °C;

C) 70 °C и 25 °C; D) 20 °C и 20 °C.

Верный ответ (A) дали 57,8% российских учащихся.

Тип вопроса: комплексный с выбором ответа. • Компетенция: научное объяснение явлений. • Содержание: физические системы. • Область применения: связь естествознания и технологии. • Контекст: личностный.

 

Пример 2. Ультразвук

Во многих странах изображения плода (развивающегося ребёнка) можно получить с помощью ультразвука (эхографии). Ультразвук считается безопасным как для матери, так и для плода. Врач держит датчик и водит им по животу матери. Ультразвуковые волны проходят в брюшную полость. Внутри брюшной полости волны отражаются от поверхности плода. Отражённые волны опять попадают на датчик и передаются в аппарат, который создаёт изображение плода.

Вопрос 1. Чтобы создать изображение плода, ультразвуковой аппарат должен вычислить расстояние между плодом и датчиком. Ультразвуковые волны распространяются в брюшной полости со скоростью 1540 м/с. Что должен измерить ультразвуковой аппарат, чтобы вычислить расстояние между плодом и датчиком?

Верный ответ (Надо измерить время, в течение которого ультразвуковая волна проходит от датчика до поверхности плода и обратно) дали 35,3% российских учащихся.

Тип вопроса: с открытым свободно-конструируемым ответом. • Компетенция: научное объяснение явлений. • Содержание: физические системы. • Область применения: связь естествознания и технологии. • Контекст: личностный.

Вопрос 2. Изображение плода может быть также получено с помощью рентгеновских лучей. Однако женщинам во время беременности рекомендуется избегать исследования брюшной полости рентгеновскими лучами. Почему женщине во время беременности следует избегать исследования брюшной полости рентгеновскими лучами?

Верный ответ (Рентгеновские лучи вредны для плода) дали 84,4% российских учащихся.

Тип вопроса: с открытым свободно-конструируемым ответом. • Компетенция: научное объяснение явлений. • Содержание: системы живой природы. • Область применения: здоровье. • Контекст: личностный.

Вопрос 3. Может ли ультразвуковое обследование будущей матери дать ответы на следующие вопросы? Обведите «Да» или «Нет» для каждого вопроса.

Может ли ультразвуковое обследование ответить на следующие вопросы?	«Да» или «Нет»?
Один ребёнок или несколько?	Да / Нет
Какого цвета глаза у ребёнка?	Да / Нет
Нормальны ли размеры ребёнка?	Да / Нет

Верный ответ (Да, Нет, Да) дали 96,6% российских учащихся.

Тип вопроса: комплексный с выбором ответа. • Компетенция: научное объяснение явлений. • Содержание: физические системы. • Область применения: здоровье. • Контекст: личностный.

 

Пример 3. Прохождение Венеры по диску Солнца

8 июня 2004 г. во многих местах Земли можно было наблюдать, как планета Венера проходит перед солнечным диском. Это явление называется «прохождение Венеры по диску Солнца» и случается, когда Венера проходит между Солнцем и Землёй. Предыдущее прохождение Венеры произошло в 1882 г., а следующее, по прогнозам, должно произойти в 2012 г. Ниже на рисунке показано прохождение Венеры в 2004 г. Телескоп был направлен на Солнце, а изображение проецировалось на белый экран.

Вопрос 1. Почему прохождение Венеры наблюдалось посредством проецирования изображения на белый экран, а не путём наблюдения прямо через телескоп?

A) Солнечный свет был слишком ярким, и Венеру в нём не было видно;

B) Солнце достаточно большое, чтобы видеть его без увеличительных приборов;

C) Если смотреть на Солнце через телескоп, можно повредить глаза;

D) Проецирование изображения на экран требовалось для его уменьшения.

Верный ответ (C) дали 27,5% российских учащихся.

Тип вопроса: с выбором ответа. • Компетенция: научное объяснение явлений. • Содержание: системы живой природы. • Область применения: здоровье. • Контекст: личностный.

Вопрос 2. Если смотреть с Земли, прохождение какой из следующих планет по диску Солнца можно наблюдать в определённые периоды времени?

A) Меркурия; B) Марса;

C) Юпитера; D) Сатурна.

Верный ответ (A) дали 29,4% российских учащихся.

Тип вопроса: с выбором ответа. • Компетенция: научное объяснение явлений. • Содержание: Системы, связанные с Землёй и Вселенной. • Область применения: связь естествознания и технологии. • Контекст: личностный/глобальный.

Вопрос 3. В следующем высказывании подчёркнуто несколько слов: «По прогнозам астрономов, в текущем столетии с планеты Нептун можно будет наблюдать прохождение Сатурна по диску Солнца».

Какие три из подчёркнутых слов были бы наиболее полезны при поисках в Интернете или библиотеках, если вам нужно узнать, когда именно может произойти это прохождение?

Три верных слова (прохождение, Сатурн, Нептун) – дали только 6,7% российских учащихся.

Тип вопроса: с закрытым свободно-конструируемым ответом. • Компетенция: распознавание и постановка научных вопросов. • Содержание: естественно-научные исследования (знание о науке). • Область применения: связь естествознания и технологии. • Контекст: личностный.

 

Каковы же основные результаты российских школьников по результатам исследования PISA? исследование 2006 г. было ориентировано в основном на проверку естественно-научной грамотности, но проверялись, хотя и в меньшей степени, и грамотность чтения, и математическая грамотность. Наши результаты вызывают тревогу, свидетельствуя о том, что российская школа не обеспечивает достаточную готовность выпускников к жизни в постиндустриальном информационном обществе, отвечающем современным международным требованиям. К сожалению, по всем направлениям последнего этапа исследования результаты российских учащихся статистически значимо ниже средних. Рейтинг российских школьников среди сверстников из 57 стран с учётом ошибки измерения составляет:

– 33–38 по естественно-научной грамотности;

– 37–40 по грамотности чтения.

По сравнению с результатами предыдущих циклов исследования по математике не произошло существенных изменений, а по чтению результаты стали статистически ниже, чем в 2000 г.

Определённый в исследовании 2-й уровень грамотности (естественно-научной, математической и чтения) выбран в качестве некоторой границы, базового уровня. Считается, что учащийся, достигший этой границы, начинает демонстрировать наличие умений, которые обеспечивают ему возможность активно использовать полученные в школе знания в соответствии с принятым в исследовании определением функциональной грамотности. Согласно полученным данным начинают проявлять способность применять полученные в школе знания 90–97% учащихся лидирующих стран, а в России: 77,8% – в естествознании, 73% – в математике и 64,3% – в чтении.

По результатам оценки сформированности естественно-научной грамотности большинство российских учащихся (около 60%) продемонстрировали овладение основными умениями, необходимыми для решения простых естественно-научных проблем. Они смогли выявить ясно сформулированные научные проблемы в некоторых знакомых ситуациях; отобрать факты и знания, необходимые для объяснения явлений; применить простые модели или исследовательские стратегии, интерпретировать и напрямую использовать естественно-научные понятия из различных разделов естествознания, сформулировать короткие высказывания, используя факты; принимать решения на основе естественно-научных знаний.

22,2% российских учащихся не овладели базовым уровнем. Это означает, что, окончив основную школу, они имеют ограниченный запас естественно-научных знаний, которые могут применять только в знакомых ситуациях, т.е. давать в основном очевидные объяснения, явно следующие из имеющихся данных.

Традиционно сильные стороны российского школьного естественно-научного образования, в значительной степени направленного на формирование основ наук (физики, химии, биологии и физической географии), не могли проявиться в данном исследовании, поскольку оно было направлено на реализацию других задач, в большей степени ориентированных на требования современного информационного общества.

 

2. Изучение естественно-научной подготовки учащихся основной школы в международном исследовании TIMSS (Trends in Mathematics and Science Study)

Сравнительное исследование качества общего образования TIMSS осуществляется Международной ассоциацией по оценке учебных достижений IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achivements). Россия принимает участие в этом исследовании с 1995 г. Его целью является сравнительная оценка общеобразовательной подготовки учащихся средней школы по математике и естествознанию в странах с различными системами образования, выявление особенностей образовательных систем, определяющих различные уровни достижения учащихся. В исследовании участвуют 63 страны мира.

Основой для оценки естественно-научной подготовки являются: содержание естественно-научного образования (программа согласуется со всеми странами-участницами и включает элементы всех естественно-научных предметов) и виды учебно-познавательной деятельности, в процессе которой ученик должен продемонстрировать свои знания и умения. Каждый участник получает тетрадь с заданиями по математике, физике, химии, биологии и географии. При выполнении заданий по естествознанию от учащихся требовалось продемонстрировать не только знание и понимание основных понятий, законов и принципов по проверяемым разделам, но и способность применять их при решении задач, объяснении явлений природы, проведении исследований и представлении их результатов. Все проверяемые умения и виды учебно-познавательной деятельности были разделены на три большие группы:

– фактические знания (воспроизвести фактические знания, определить, описать или продемонстрировать знания об использовании приборов и материалов, методов и процедур) – 40% заданий;

– концептуальное понимание (привести примеры, раскрывающие понятия; сравнивать, противопоставлять, классифицировать или использовать наглядные представления и модели; связывать, соотносить, находить и применять информацию; находить решения и приводить объяснения) – 40% заданий;

– установление причинно-следственных связей и анализ (проанализировать и объяснить различные явления, спланировать исследование, сформулировать гипотезы или предположения, решить нестандартные задачи и др.) – 20% заданий.

В исследовании TIMSS задания с выбором ответа в основном используются для оценки освоения знаний, в то время как для оценки сформированности умений и учебно-познавательной деятельности более высокого уровня используются задания со свободным кратким и развёрнутым ответом. В исследовании 2007 г. существенно возросла доля заданий с развёрнутым ответом, и на их выполнение стало отводиться около 50% времени. Это исследование показало, что российские восьмиклассники показывают результаты существенно выше средних,– только 6 стран (из 49 стран-участниц) показали значимо более высокие результаты: Сингапур, Тайвань, Япония, Республика Корея, Англия, Чешская Республика. Ещё с тремя странами результаты статистически не различаются: Венгрия, Словения и Гонконг.

Задания по физике составляют 25% от общего объёма заданий по естественно-научным предметам и относятся к следующим разделам: агрегатные состояния вещества и их изменение, энергия, превращение энергии, тепловые явления, световые явления, звуковые явления, электрические и электромагнитные явления, силы и движение.

Как правило, наши школьники хорошо справляются с заданиями на воспроизведение знаний и применение их в знакомой ситуации. Так, например, • умеют читать график зависимости пути от времени 60% учащихся • узнают рычаг в различных бытовых приборах 82% • в среднем половина учащихся справляется с заданиями на объяснение плавания тел в жидкости или воздухе, возникающее из-за разности плотностей • примерно такие же результаты были показаны и при определении уровня жидкости в сообщающихся сосудах (53%) • правильно определяют изменение скорости движения молекул при изменении температуры вещества в среднем около 80% учащихся • различают проводники и диэлектрики 92% тестируемых • знают, что металлы обладают не только самой высокой электропроводностью, но и теплопроводностью, 83% • половина учащихся правильно сравнивает силы тока при последовательном и параллельном соединениях проводников • с расчётом сопротивления резистора при заданных показаниях амперметра и напряжении батарейки справились 45% учащихся, и т.д.

Такие примеры можно привести по всем перечисленным выше разделам.

Некоторый рост результатов отмечается для заданий, в которых необходимо использовать для ответа на вопрос справочные данные.

 

Пример 4. Выполнение – 66% (из приступивших к заданию 91% участников).

В таблице указаны некоторые свойства трёх чистых веществ X, Y и Z. Одно из этих веществ – железо, другое – вода, а третье – кислород.

Вещество	Температура плавления или кристаллизации (°С)	Температура кипения (°С)	Проводит ли электричество
X	–218	–183	Нет
Y	1 535	2 750	Да
Z	0	100	Нет

Пользуясь данными таблицы, в каждой из строк запишите, что это за вещество – железо, вода или кислород.

Вещество X – ______________________

Вещество Y – ______________________

Вещество Z – ______________________

Однако совсем другая ситуация с теми заданиями, в которых необходимо было выбрать объяснение или самостоятельно объяснить протекание тех или иных явлений: • выбрать правильное объяснение того факта, что при спуске с горы пустая пластиковая бутылка сжалась, удалось лишь 35% школьников • объяснить, почему на внешней стороне кувшина с холодной водой через некоторое время появляется жидкость, смогли лишь 6% тестируемых • объяснить, почему завернутый в газету кубик льда тает медленнее аналогичного кубика на воздухе, смогли 42% учеников. С аналогичным заданием, но в ситуации, когда кубики кладут в металлическую и деревянную коробки, справились 30% учащихся, и т. д.

Ниже приведено два примера заданий, иллюстрирующих это положение.

 

Пример 5. Выполнение – 40%.

При ударе по струне гитары раздаётся звук. Как изменится звук струны, если удар будет сильнее?

А. Громкость звука не изменится, а высота звука возрастёт.

В. Высота звука не изменится, а громкость звука увеличится.

С. И высота звука, и его громкость увеличатся.

D. И высота звука, и его громкость не изменятся.

Очевидно, мы пренебрегаем экспериментами, демонстрирующими эти простейшие зависимости. Данное задание – одно из тех, по которым российские учащиеся показали результаты несколько ниже средних.

 

Пример 6. Выполнение – 30%.

В домах используются электрические цепи с параллельным, а не с последовательным соединением проводов. В чём состоит преимущество использования параллельного соединения проводов в домах?

Приступили к выполнению этого задания 65% восьмиклассников, которые, очевидно, представляли себе отличия последовательного соединения от параллельного, но выстроить верную цепочку утверждений и представить её в виде связного письменного высказывания удалось отнюдь не всем. Для сравнения: в Сингапуре пропустили это задание всего 4% учащихся, а справились с ним 67% школьников.

Целая группа заданий в исследовании была посвящена вопросам сохранения массы и превращения энергии. Здесь результаты наших восьмиклассников очень сильно зависят от предметного содержания. Например, почти все они уверены в сохранении массы при протекании химических реакций. О сохранении же массы при тепловом расширении знают 68% тестируемых. А вот для процесса замерзания воды уверены в сохранении массы лишь 28%.

С простым заданием на определение вида энергии, которым обладает сжатая пружина, справляются 75% учащихся. Однако со столь же простым заданием (но со свободным ответом) на определение направления теплообмена (от более нагретого тела к менее нагретому) справились лишь 33% восьмиклассников. Крайне низкие результаты получены по заданиям, проверяющим понимание процессов превращения энергии из одного вида в другой. Так, в задании с выбором ответа требовалось определить путь превращения энергии в фонарике, работающем от батарейки. Правильный ответ (химическая → электрическая → световая) выбрали лишь 28% школьников. (В лидирующих Гонконге и Сингапуре правильно ответили на этот вопрос свыше 70%!)

В исследовании TIMSS использовались одиннадцать заданий по разным темам курса, большая часть которых была посвящена проведению измерений. В одном требовалось описать измерение объёма двух золотых цепочек при помощи мензурки и воды. С этим стандартным описанием измерения объёма твёрдого тела полностью смогли справиться лишь 23% учащихся.

Ещё более низкий результат получен для задания с развёрнутым ответом, в котором необходимо было сравнить два способа измерения объёма материала, из которого сделана металлическая банка. При этом предлагались два варианта: а) пустую открытую банку опускали в воду открытой стороной вниз, и б) такую же банку помещали открытой стороной вверх и ждали, пока она полностью заполнится водой.

Лишь 8% восьмиклассников правильно объяснили причину разных результатов, полученных при измерениях этими двумя способами

К сожалению, только 47% учащихся смогли выбрать правильный рисунок с расположением в стакане с водой термометра при измерении температуры. Очевидно, что при изучении правил измерения температуры при помощи жидкостного термометра необходимо обращать внимание не только на время до наступления теплового равновесия, но и на положение термометра для обеспечения минимальных погрешностей (в середине объёма жидкости).

Смогли предложить порядок проведения опыта (при помощи электроплиток определить, в какой ёмкости содержится пресная вода, а в какой – солёная) 41% восьмиклассников. Хотя невысокий процент выполнения этого задания может определяться и отсутствием в российских учебниках информации о кипении или замерзании смесей. Лишь 42% учащихся сумели выбрать правильный ответ на вопрос о порядке проведения опыта по определению силы магнита (по числу поднимаемых металлических скрепок). Немногим более половины тестируемых смогли предсказать результаты измерения напряжения, используя закон Ома для участка цепи.

Невысокие результаты выполнения заданий по проверке умений проводить опыты и наблюдения показывают, что реальная практика преподавания этих элементов содержания ещё не отражает новые требования стандарта физического образования. Судя по результатам, мы пока ещё учим проводить те или иные измерения «по образцу», заучивая определённый алгоритм использования того или иного измерительного прибора. При этом не уделяется внимания обсуждению возможных подходов к проведению измерений, достижения минимальных погрешностей, интерпретации полученных результатов, формированию самостоятельности при проведении всей цепочки действий.

Результаты выполнения заданий по физике мальчиками в среднем выше, чем девочками (530 и 509 баллов соответственно). В целом мальчики продемонстрировали более высокие по сравнению с девочками результаты выполнения заданий на воспроизведение знаний (узнавание, описание) и их применение. Различий в выполнении заданий на проведение рассуждений не выявлено. Ниже приведён пример задания, которое выполнили верно 30% девочек и почти половина мальчиков.

Пример 7. Выполнили верно 30% девочек и почти половина мальчиков.

На рисунке показан железный гвоздь с намотанным на него изолированным проводом. Провод присоединён к батарейке. Что произойдёт с гвоздём, когда по проводу потечёт электрический ток?

А. Гвоздь расплавится.

В. Через гвоздь пойдёт электрический ток.

С. Гвоздь станет магнитом.

D. С гвоздём ничего не произойдёт.

Явно мальчики с их стремлением к технике проделывали аналогичные эксперименты самостоятельно и из жизненного опыта знают о его результатах

Ещё один момент, который не анализировался, но явно проявился именно в международном тестировании. Как было сказано выше, здесь в отличие от различных тестирований внутри нашей страны учащимся предлагались и такие задания, которые не изучаются по программам отечественной школы. Поразительны результаты, полученные при выполнении однотипных заданий по программному и внепрограммному материалам. Ниже приведены два примера. Материал, необходимый для ответа на задание из примера 7, достаточно подробно изучается на уроках физики. А сведения, необходимые для ответа на вопрос из примера 8, не содержатся в наших учебниках ни физики, ни химии.

 

Пример 8. Выполнение – 51%.

Саша поставил чайник с водой на плиту. Он измерил температуру воды, как только она начала кипеть. Термометр показал температуру 100 °С. Саша увеличил температуру горелки. Вода продолжала кипеть в течение 5 мин. После этого он снова измерил температуру воды. Какую температуру покажет термометр: ниже 100 °С, 100 °С или выше 100 °С?

Ответ: _________

Объясните свой ответ.

 

Пример 9. Выполнение – 53%.

Полина взяла два одинаковых сосуда и наполнила их одинаковым количеством воды. В одном из сосудов она растворила столовую ложку соли и поместила оба сосуда в морозильную камеру. Полина заглядывала в морозильник каждые пять минут – до тех пор, пока в одном из сосудов не образовался лёд. Что выяснила Полина в результате своего эксперимента?

Ответ: _________

Объясните свой ответ.

Однако результаты выполнения этих заданий практически сопоставимы. Это говорит о том, что мы до сих пор всерьёз не задумывались о влиянии внешкольной информации на процесс обучения. А судя по всему, сведения, почерпнутые из окружающей действительности, усваиваются (и используются) достаточно эффективно.

Высокие результаты по физике отмечаются для заданий, проверяющих знание фактического материала, а также требующих применения изученных элементов содержания при сравнении объектов по их свойствам, проведении простейших расчётов. Наилучшие результаты отмечаются для заданий по механике и постоянному электрическому току. Недостаточный уровень освоения отдельных элементов содержания продемонстрирован по темам о тепловых и световых явлениях.

По сравнению с результатами предыдущего этапа исследования наблюдается повышение результатов выполнения заданий, проверяющих понимание основных понятий курса физики и применения основных закономерностей. Однако на прежнем уровне остаются средние результаты выполнения заданий, в которых требуется объяснение протекания тех или иных явлений или процессов из окружающей жизни.

Знакомство с подходами к диагностике знаний и умений в различных международных исследованиях позволяет проследить общемировые тенденции в совершенствовании естественно-научного образования, определить достоинства отечественной методики преподавания и наметить пути её модернизации.

 

Вопросы для самопроверки

1. В чём вы видите сходство, а в чём отличие целевых установок описанных в лекции исследований?
2. Какие особенности преподавания естественнонаучных предметов в российской школе приводят к столь различным результатам российских школьников в этих двух исследованиях?
3. Сравните два любых задания из разных исследований. Какие содержательные характеристики будут у них общими, а какие – различными?

 

Литература

1. Международная программа PISA-2006 / Под ред. Г.С. Ковалёвой; Центр качества образования ИОСО РАО. М., 2006.
2. TIMSS-2007: International Science Report: Findings from IEA’s Trends in International Mathematics and Science Study at the Fourth and Eighth Grades. [Электронный ресурс] URL: http://timss.bc.edu/TIMSS2007/intl_reports.html (дата обращения 17 ноября 2009).

---

^* PISA (Programme for International Student Assessment) осуществляется Организацией экономического сотрудничества и развития (ОЭСР – OECD, Organization for Economic Cooperation and Development). Исследования проводятся трёхлетними циклами. В 2006 г. завершился третий цикл программы.