Описание уровней естественнонаучной грамотности в исследовании PISA-2015
Уровень
|
Нижняя граница уровня
|
Что могут продемонстрировать учащиеся, достигшие данного уровня естественнонаучной грамотности
|
6
|
708
|
Учащиеся, достигшие 6 уровня, могут опираться на целый ряд взаимосвязанных естественнонаучных идей и понятий из области физики, биологии, географии и астрономии и использовать знания содержания, процедур и методов познания для формулирования гипотез относительно новых научных явлений, событий и процессов или для формулирования прогнозов. При интерпретации данных и использовании научных доказательств они способны отличать относящуюся к теме информацию от не относящейся и способны опираться на знания, полученные ими вне обычной школьной программы. Они могут различать аргументы, которые основаны на научных данных и теориях, и аргументы, основанные на других соображениях. Учащиеся, достигшие 6 уровня, могут дать оценку альтернативным способам проведения сложных экспериментов, исследований и компьютерного моделирования и обосновать свой выбор.
|
5
|
633
|
Учащиеся, достигшие 5 уровня, могут использовать абстрактные естественнонаучные идеи или понятия, чтобы объяснить не знакомые им и более сложные, комплексные, явления, события и процессы, включающие в себя несколько причинно-следственных связей. Они могут применять более сложные знания, связанные с научным познанием, для того, чтобы дать оценку различным способам проведения экспериментов и обосновать свой выбор, а также способны использовать теоретические знания для интерпретации информации или формулирования прогнозов. Учащиеся, достигшие 5 уровня, могут оценить различные способы исследования предложенного им вопроса с научной точки зрения и видеть ограничения при интерпретации данных, включая источники погрешностей и неопределенностей в научных данных.
|
4
|
559
|
Учащиеся, достигшие 4 уровня, могут использовать более сложные или более абстрактные знания, которые им либо предоставлены, либо они их вспомнили, для объяснения достаточно сложных или не совсем знакомых ситуаций и процессов. Они могут проводить эксперименты, включающие две или более независимые переменные, для ограниченного круга задач. Они способны обосновать план эксперимента, опираясь на элементы знаний о процедурах и методах познания. Учащиеся, достигшие 4 уровня, могут интерпретировать данные, относящиеся к не слишком сложному набору данных, или в не вполне знакомых контекстах, получать адекватные выводы, вытекающие из анализа данных, давая обоснование своим выводам.
|
3
|
484
|
Учащиеся, достигшие 3 уровня, могут опираться на не очень сложные знания для распознавания или построения объяснений знакомых явлений. В менее знакомых или более сложных ситуациях они могут строить объяснения, используя подсказки. Опираясь на элементы содержательных или процедурных знаний, они способны выполнить простой эксперимент для ограниченного круга задач. Учащиеся, достигшие 3 уровня, способны провести различие между научным и ненаучным вопросами и привести доказательства для научного утверждения.
|
2
|
410
|
Учащиеся, достигшие 2 уровня, могут опираться на знания повседневного содержания и базовые процедурные знания для распознавания научного объяснения, интерпретации данных, а также распознать задачу, решаемую в простом экспериментальном исследовании. Они могут использовать базовые или повседневные естественнонаучные знания, чтобы распознать адекватный вывод из простого набора данных. Учащиеся, достигшие 2 уровня, демонстрируют базовые познавательные умения, распознавая вопросы, которые могут изучаться естественнонаучными методами.
|
1a
|
335
|
Учащиеся, достигшие 1а уровня, могут использовать повседневные содержательные и процедурные знания, чтобы распознавать объяснение простого научного явления. Имея поддержку, они могут выполнять по заданной процедуре научные исследования не более чем с двумя переменными. Они способны видеть простые причинно-следственные или корреляционные связи и интерпретировать графические и другие визуальные данные, когда для этого требуются познавательные умения низкого уровня. Учащиеся, достигшие уровня 1а, могут выбрать лучшее научное объяснение для представленных данных в хорошо знакомых ситуациях, относящихся к личному, местному и глобальному контекстам.
|
1b
|
261
|
Учащиеся, достигшие 1b уровня, могут использовать повседневные научные знания для распознавания признаков знакомых и простых явлений. Они способны увидеть простые закономерности в данных, узнавать основные естественнонаучные понятия и следовать четким инструкциям для выполнения научных процедур.
|
В таблице 6.6. представлено распределение учащихся по уровням естественнонаучной грамотности в 2006-2015 годах. Можно отметить, что с 2006 г. уменьшился процент учащихся, не достигших 2 уровня.
Таблица 6.6.
Распределение российских учащихся по уровням естественнонаучной грамотности в 2006-2015 годах
Год
|
Уровни естественнонаучной грамотности
|
Ниже 1-го
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
2006
|
5,2
|
17,0
|
30,2
|
28,3
|
15,1
|
3,7
|
0,5
|
2009
|
5,5
|
16,5
|
30,7
|
29,0
|
13,9
|
3,9
|
0,4
|
2012
|
3,6
|
15,1
|
30,1
|
31,2
|
15,7
|
3,9
|
0,3
|
2015
|
0,1
|
18,1
|
31,2
|
30,9
|
16,0
|
3,5
|
0,2
|
На рисунке 6.4. представлено распределение стран-участниц исследования PISA-2015 по уровням естественнонаучной грамотности.
Рис. 6.4. Распределение учащихся стран-участниц, показавших различные уровни сформированности естественнонаучной грамотности (Страны показаны в порядке уменьшения процента учащихся, достигших уровня со 2 по 6.)
Ниже приводятся в качестве примеров три блока заданий – «Бег в жаркую погоду», «Исследование склонов долины», «Рациональное рыболовство». Все эти задания являются интерактивными и относятся к разным уровням.
ПРИМЕР 1.
БЕГ В ЖАРКУЮ ПОГОДУ
Краткое описание задания
 Приведенный блок заданий относится к новому типу заданий PISA: интерактивных заданий, предполагающих работу учащегося с компьютерной симуляцией. Содержание данного блока заданий касается вопросов терморегуляции человеческого организма во время бега на длинные дистанции в условиях повышенной температуры воздуха и/или влажности. Компьютерная симуляция дает возможность учащемуся менять температуру воздуха и уровень влажности, а также варьировать условие: пьет или не пьет бегун воду. В каждом испытании данные, соответствующие выбранным значениям переменных, демонстрируются в таблице: температура воздуха, влажность воздуха, пьет ли бегун воду (да/нет), объем потоотделения, потеря воды организмом, температура тела бегуна. Значения объема потоотделения, потери воды, температуры тела бегуна показываются также в верхней части экрана симуляции. Если выбранные условия приводят к обезвоживанию организма или тепловому удару, то эти угрозы для здоровья отмечаются красными флажками.
Содержание: системы живых организмов
Компетенция: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов
Контекст: личный
Область применения: здоровье
Уровень сложности: 4 уровень (581 балл)
Результат России: 53%
Средний результат ОЭСР: 51%
| 
Содержание: системы живых организмов
Компетенция: применение методов научного исследования (3А); научное объяснение явлений (3В)
Контекст: личный
Область применения: здоровье
Уровень сложности: 3 уровень (3A), 5 уровень (3B)
Результат России: 45% (3A); 16% (3B)
Средний результат ОЭСР: 44% (3A); 18% (3B)
| 
Комментарий эксперта. Особенность почти всех заданий этого блока в том, что учащиеся должны дать ответ на поставленный вопрос, основываясь на данных, полученных в результате работы с компьютерной симуляцией. Непривычность такого способа получения результата для большинства учащихся придала дополнительную сложность заданиям, которые по своему смыслу относятся к невысокому (среднему) уровню сложности. В первом из приведенных заданий учащимся предлагается варьировать всего одну переменную (пьет или не пьет бегун воду), удерживая другие переменные (температуру и влажность воздуха) постоянными. Правильный выбор ответа («употребление воды снизило бы риск обезвоживания, но не теплового удара») непосредственно следует из симуляции при условии правильной работы с нею. Второе задание включает два вопроса: c выбором ответа всего из двух предложенных вариантов и вопроса с развернутым ответом. Вопрос с выбором ответа сама по себе относится к базовому уровню сложности. Единственная трудность состоит здесь в том, что правильный ответ («потоотделение увеличится») здесь надо выбрать, не просто руководствуясь знаниями или опытом, а обязательно вместе с обоснованием в виде двух правильно выбранных строк данных из таблицы. Только это может объяснить, почему результат как российских учащихся, так и средний международный едва превышает 50%. Зато второй вопрос из этого задания, предполагающий развернутый ответ, оказался высокого уровня сложности. Это единственный вопрос, не предусматривающий непосредственную работу с симуляцией, но предлагающий научно объяснить установленный с ее помощью факт. Вопрос вызвал значительные затруднения как у российских, так и у части зарубежных школьников. В качестве ответа здесь принимались утверждения типа: «потоотделение помогает охлаждаться телу при высокой температуре воздуха» и т.п. Проблема в этом случае не только в том, что многие учащиеся плохо понимают причину явления – увеличения потоотделения при повышении температуры воздуха. В не меньшей степени это связано с тем, что школьники не имеют достаточной практики создавать ясные, обоснованные высказывания в письменной речи. Конечно, это касается и устной речи, но в данном случае мы имеем дело именно с письменным заданием.
|
ПРИМЕР 2.
ИССЛЕДОВАНИЕ СКЛОНОВ ДОЛИНЫ
Содержание: Земля и космические системы
Компетенция: применение методов естественнонаучного исследования
Контекст: местный/национальный
Область применения: природные ресурсы
Уровень сложности: 3 уровень
Результат России: 54%
Средний результат ОЭСР: 47%
| 
Содержание: Земля и космические системы
Компетенция: интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов
Контекст: местный/национальный
Область применения: природные ресурсы
Уровень сложности: 4 уровень
Результат России: 35%
Средний результат ОЭСР: 32%
| 
Комментарий эксперта. Приведенные задания относятся к среднему уровню сложности. В первом задании (уровень 3) учащимся предлагается объяснить выбранную процедуру научного исследования, описанного в данном блоке заданий. Для этого им надо продемонстрировать понимание того, чем обосновано проведение двух независимых измерений изучаемого явления. Знание этого обоснования и оценивается с помощью данного вопроса, относящегося к компетенции «применение методов естественнонаучного исследования». Здесь принимались ответы, в которых назывались преимущества использования более, чем одного, измерительного инструмента на каждом склоне, например, учет разницы в условиях на одном и том же склоне, повышение точности измерений для каждого склона. Здравый смысл помог более чем 50% российских учащихся дать приемлемые ответы на этот несложный вопрос. Вместе с тем значительный процент школьников, не давших подходящего объяснения, свидетельствует о том, что при изучении естественнонаучных предметов не уделяется достаточного внимания вопросам методологии научного исследования, методам повышения достоверности и точности получаемых данных. Второе из приведенных заданий этого блока оказалось несколько сложнее предыдущего (уровень 4). В этом задании учащимся предлагалось оценить два утверждения, основываясь на приведенных в таблице данных и с учетом погрешности измерений для величин получаемой солнечной энергии, влажности почвы и количества осадков. Учащимся предлагается продемонстрировать понимание того, как погрешность измерения влияет на степень доверия результатам конкретных научных измерений, что является одним из важнейших аспектов методологии научного познания. Принимаемый ответ для этого вопроса: «прав учащийся 1», а объяснение основывается на том, что с учетом погрешности наблюдается разница в солнечной энергии, получаемой двумя склонами, и/или отсутствует разница в количестве осадков. Невысокий результат российских школьников, вероятней всего, объясняется теми же обстоятельствами, что и для предыдущего задания: недостаточное внимание методологии научного исследования, оценке достоверности данных. Для обоих заданий причина также может быть связана с затруднениями в построении развернутых обоснованных письменных высказываний.
| |
Скачать 2.91 Mb.