Analýza dat z mezinárodn. rodních výzkumů TIMSS a PISA

NPVII

Dílčí úkol: Hlubší analýza dat z mezinárodních výzkumů TIMSS a PISA a jejich interpretace.

Analýza dat z mezinárodních výzkumů TIMSS a PISA týkajících se postojů českých žáků k přírodovědným předmětům a přírodním vědám Analýza dat z mezinárodních výzkumů TIMSS a PISA týkajících se metod výuky Analýza výsledků českých žáků ve fyzikálních úlohách výzkumů TIMSS a PISA

Charakteristika výzkumů

TIMSS - Třetí mezinárodní výzkum matematického a přírodovědného vzdělávání Zaměření: zkoumání kurikula zamýšleného realizovaného dosaženého Šetření: TIMSS 1995 (43 zemí) TIMSS-R 1999 (38 zemí) TIMSS 2003 TIMSS 2007 (59 zemí) Písemné testy pro žáky Dotazníkové šetření u žáků, učitelů a ředitelů


Testovaní žáci - TIMSS 1995 • žáci 3. a 4. ročníků (písemný test) • žáci 7. a 8. ročníků (písemný test + praktické úlohy) • studenti posledních ročníků SŠ (matematická a přírodovědná gramotnost, test z matematiky a fyziky) (500 škol, 16 700 žáků, 1 120 učitelů a 485 ředitelů)

TIMSS-R 1999 • žáci 8. ročníků (písemný test) (150 škol, 3 600 žáků, 700 učitelů a 148 ředitelů)

TIMSS 2007 • žáci 4. a 8. ročníků (písemný test)


PISA (Programme for International Student Assessment)

mezinárodní výzkum čtenářské, matematické a přírodovědné gramotnosti

gramotnost je chápána jako soubor vědomostí a dovedností nezbytných pro život

zaměření: patnáctiletí žáci

tříleté cykly

2000 (čtení) – 32 zemí (5 365 žáků, 229 škol) 2003 (matematika) - 41 zemí (6 320 žáků, 260 škol) 2006 (přírodní vědy) – 57 zemí (9016 žáků, 245 škol)

písemné testy pro žáky

dotazníkové šetření u žáků a ředitelů

Postoje Spolupráce: Tereza Harapesová

Cíle:

Na základě analýzy dat z dotazníkových šetření výzkumů TIMSS a PISA zjistit postoje žáků k přírodovědným předmětům a přírodním vědám a jejich časový vývoj. Na základě analýzy dat z dotazníkových šetření výzkumů TIMSS zjistit, jaký vztah mají učitelé přírodovědných předmětů ke svému povolání.

Postoje

Postup a metody práce

Příprava podkladů (dotazníky, databáze s výsledky dotazníkových šetření)

Výběr otázek

žákovské – 114 otázek učitelské – 17 otázek ředitelské – 19 otázek

Vyhledání a zpracování dat z databází

Tabulky s absolutními a relativními četnostmi odpovědí.

Setřídění a analýza získaných dat

Sepsání souhrnné zprávy

Postoje

Otázka 23 Jak rád(a) máš... a) matematiku? b) přírodopis? c) zeměpis? d) fyziku a chemii?

absolutní četnost odpovídavelmi jících nerad(a) nerad(a) rád(a) 6602 820 2190 2975 6614 430 1394 3688 6600 483 1804 3363 6517 988 2294 2543

relativní četnost velmi rád(a) 617 1102 950 692

velmi nerad(a) 12,4% 6,5% 7,3% 15,2%

nerad(a) 33,2% 21,1% 27,3% 35,2%

rád(a) 45,1% 55,8% 51,0% 39,0%

velmi rád(a) 9,3% 16,7% 14,4% 10,6%

Postoje


Uspořádání podle typu dotazníku: žákovský, učitelský, školní. Otázky týkající se podobného problému (např. dobrých známek) jsou prezentovány a komentovány společně, bez ohledu na skutečné pořadí v dotaznících. U vybraných otázek, které byly v nezměněné nebo obdobné formě součástí dotazníků v různých letech, jsou vytvořeny grafy, aby bylo možné sledovat změny, ke kterým došlo v průběhu let. Podobně jsou uvedeny grafy i u vybraných otázek, které byly v nezměněné nebo obdobné formě součástí dotazníků pro jednotlivé populace testované ve výzkumu TIMSS 1995. Zde se dají sledovat změny pro jednotlivé věkové kategorie. U některých otázek je uvedeno i srovnání se zahraničím.

Postoje - Obliba přírodovědných předmětů Jak rád(a) máš... 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1995-9letí 1995-13letí 1999-13letí

1995konec SŠ

1995-9letí 1995-13letí 1999-13letí

matematiku? velmi rád(a)

přírodovědné předměty? rád(a)

nerad(a)

19951995-13letí 1999-13letí 1995konec SŠ konec SŠ konkrétně fyziku? velmi nerad(a)

1995 - obliba fyziky a chemie u 2. a 3. populace nejnižší ze všech zemí 1999 – statisticky významný vzrůst obliby přírodovědných předmětů, fyzika a chemie ale stále pod mezinárodním průměrem

TIMSS 2007 - obliba

8. ročníky – pokles obliby přírodovědných předmětů, u fyziky, zeměpisu (matematiky) ještě pod rok 1995 u fyziky je nejnižší z přírodovědných předmětů podíl žáků, kteří mají fyziku velmi rádi: 13 % velmi neradi: 27 % 4. ročníky – obliba vyšší než u 8. ročníků, ale u přírodovědy i matematiky od roku 1995 poklesla přírodověda z 83 % na 72 % (velmi rád, rád)

Postoje - Názory žáků na fyziku Co si myslíš o fyzice? 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 199513letí

199913letí

a) Rád(a) se učím fyziku

199513letí

199913letí

b) Fyzika je nudná

199513letí

199913letí

c) Fyzika je lehká

určitě ano

ano

ne

199513letí

199913letí

d) Fyzika je důležitá v životě každého člověka určitě ne

199513letí

199913letí

e) Rád(a) bych měl(a) zaměstnání, kde se používá

Postoje - Jsou pro žáky důležité dobré známky?

TIMSS Dobré známky z přírodovědných předmětů považovalo za důležité přes 90 % 9letých a 13letých českých žáků, na konci SŠ to bylo 65 % českých žáků. PISA 2006 Dobré výsledky v přírodovědných předmětech považovalo za důležité 58 % žáků, což bylo nejméně ze zemí OECD. Známkám z přírodovědných předmětů byla přisuzována menší důležitost než známkám z matematiky a českého jazyka.

Postoje – Proč žáci potřebují dobré známky? Potřebuji dostávat dobré známky z fyziky 100% 80% 60% 40% 20% 0% 1995-13letí

1999-13letí

1995-13letí

1999-13letí

1995-13letí

1999-13letí

abych dostal(a) práci, kterou abych udělal(a) radost svým abych se dostala(a) na chci rodičům střední nebo vysokou školu,

1995-13letí

sobě pro radost

kterou jsem si vybral(a) určitě ano

ano

ne

1999-13letí

určitě ne

Postoje - Studium a povolání v oblasti přírodních věd TIMSS 1995 83 % českých žáků na konci SŠ chtělo po ukončení střední školy dále studovat, fyziku by si jako obor vybralo 1,5 % z nich. TIMSS 1999 Žáci byli dotazováni, který obor by si vybrali, kdyby měli pracovat v oblasti přírodních věd. Fyziku volilo 16 % žáků, chemii 12 %, zeměpis 31 % a přírodopis 41 % žáků. TIMSS 2007 Studium na VŠ – 35 % (jedno z nejnižších zastoupení) „jen“ maturitu – 39 % (absolutně nejvíce)

Postoje - Studium a povolání v oblasti přírodních věd – PISA 2006 Graf: Studium či povolání v oblasti přírodních věd 50 45 40 35 30 % 25 20 15 10 5 0

Nakolik souhlasíš s následujícími tvrzeními? A) Chtěl/a bych pracovat v oblasti přírodních věd B) Chtěl/a bych studovat přírodní vědy po skončení střední školy C) Až budu dospělý/á, rád/a bych pracoval/a na přírodovědných projektech

A

ČR

Slovensko

B

Finsko

C

Japonsko

D Otázky

Průměr OECD

D) V životě bych se rád/a věnoval/a výzkumu v oblasti přírodních věd

Graf zahrnuje odpovědi: rozhodně souhlasím a souhlasím

Česká republika byla jedinou zemí, kde se přírodním vědám chtělo věnovat více dívek.

Postoje - Zaměstnání v oblasti přírodních věd – PISA 2006

Jaké zaměstnání budeš podle svého názoru mít ve třiceti letech? Zaměstnání v oblasti přírodních věd uvedlo:

ČR - 17 % žáků

průměr OECD - 25 % žáků

Japonsko – 8 % žáků - nejnižší procento

Finsko - 18 % žáků

Slovensko - 20 % žáků.

Postoje – PISA 2006

30

Věnují se žáci přírodním vědám i mimo školu? Graf: Mimoškolní aktivity související s přírodními vědami

Jak často děláš následující? A) Sleduješ televizní pořady s přírodovědnou tematikou B) Čteš přírodovědné časopisy nebo novinové články s přírodovědnou tematikou

25 20

%

C) Navštěvuješ webové stránky s přírodovědnou tematikou

15 10

D) Půjčuješ si nebo si kupuješ knihy s přírodovědnou tematikou

5 0 A

ČR

B

C

Slovensko

Finsko

D

Japonsko

E

F Otázky

Průměr OECD

Graf zahrnuje odpovědi: velmi často a pravidelně

E) Posloucháš rozhlasové pořady o rozvoji přírodních věd F) Chodíš do přírodovědného kroužku nebo klubu

Postoje - Jak se učitelé cítili oceněni? Máte pocit, že společnost oceňuje Vaši práci? 100% 80% 60% 40% 20% 0%

89,9%

7,1%

1995-9letí

1995-13letí

ano

100% 80% 60% 40% 20% 0%

89,5%

92,9%

10,1%

Máte pocit, že žáci oceňují Vaši práci?

10,5%

19,6% 80,4%

1995-9letí

1999-13letí

ne

41,1%

39,4%

58,9%

60,6%

1995-13letí

1999-13letí

ano

ne

Jak učitelé vnímají ocenění povolání společností ( „1“ = nejvíce) Povolání

kvalifikostátní učitel zdravotní učitel vaný právník lékař inženýr úředník na SŠ účetní sestra na ZŠ dělník

1995-9letí

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1995-13letí

1

2

3

4

5

6

7

9

8

TIMSS 2007

4. ročníky Společnost oceňuje: vzrůst na 40 % (z 10 %)

Žáci oceňují: vzrůst na 85 % (z 80 %)

Zůstane učitelem: vzrůst na 84 % (z 75 %)

8. ročníky Společnost oceňuje: vzrůst na 72 %

Žáci oceňují: 60 % (mírný vzrůst)

Zůstane učitelem: 70 % (mírný vzrůst)

Postoje - Aprobovanost učitelů Je výuka na Vaší škole omezována nedostatkem aprobovaných učitelů přírodovědných přdmětů? 100% 80% 60%

88,2% 65,9% 58,2%

40%

20,8% 25,0%

20%

9,2%

12,9% 15,9% 2,2%

0,4% 0,4% 0,9%

Do určité míry

Značně

0% Vůbec ne

Velmi málo

2000

2003

2006

Shrnutí - Postoje

Čeští 13letí žáci a žáci na konci střední školy uváděli v roce 95 v mezinárodním srovnání nejmenší oblibu přírodovědných předmětů, obzvláště pak fyziky a chemie. V roce 99 obliba fyziky, chemie a přírodopisu statisticky významně stoupla, nicméně obliba fyziky a chemie zůstala u českých žáků stále pod mezinárodním průměrem. V letech 95 a 99 považovalo fyziku za nudnou kolem dvou pětin 13letých žáků a zhruba tři pětiny žáků této věkové kategorie uváděly, že se fyziku neradi učí. Většina těchto žáků považovala fyziku za důležitou, jen kolem pětiny žáků si umělo představit, že by mohli mít zaměstnání zaměřené na fyziku. Polovina 13letých žáků v roce 99 uvedla, že by měli fyziku mnohem raději, kdyby nebyla tak těžká a kolem třetiny žáků se domnívalo, že na fyziku nemají talent.

Shrnutí - Postoje

Dobré známky z přírodovědných předmětů považovalo za důležité přes 90 % 9letých a 13letých žáků ve výzkumu TIMSS, u žáků na konci SŠ to bylo kolem dvou třetin žáků. Ve výzkumu PISA 2006 považovalo dobré výsledky v přírodovědných předmětech za důležité 58 % českých žáků, což bylo nejméně ze všech zemí. Známkám z přírodovědných předmětů byla přisuzována menší důležitost než známkám z matematiky a českého jazyka. Kolem čtyř pětin 13letých žáků testovaných ve výzkumu TIMSS uvedlo, že chtějí dobré známky z fyziky především kvůli sobě a rodičům. Tři pětiny žáků potřebovaly dobré známky z fyziky, aby se dostali na školu podle svého výběru.

Shrnutí - Postoje

Zhruba čtyři pětiny českých žáků na konci SŠ ve výzkumu TIMSS 95 uvedly, že chtějí po ukončení střední školy dále studovat. Fyziku by si vybralo 1,5 % z nich. Ve výzkumu PISA 2006 uvedlo 55 % českých patnáctiletých žáků, že chce vystudovat vysokou školu. Studovat přírodní vědy po skončení střední školy chtělo v roce 2006 17 % českých žáků a pracovat v této oblasti chtělo 25 % českých žáků. Kolem čtyř pětin českých žáků ve výzkumu PISA 2006 bylo názoru, že žáci ve škole získávají znalosti a dovednosti potřebné pro povolání v oblasti přírodních věd. Tři pětiny žáků tušily, kde nalézt informace o povoláních v této oblasti. Čeští žáci získávali informace o přírodovědných tématech mnohem méně než jejich vrstevníci v ostatních zemích prostřednictvím televizních pořadů nebo webových stránek. Nejvíce informací získávali žáci ve škole.

Shrnutí - Postoje

Kolem poloviny žáků testovaných ve výzkumu PISA 2000 uvedlo, že učitelé dobře vycházejí s žáky, v roce 2003 už si to myslely téměř dvě třetiny žáků. Zatímco v roce 2000 bylo názoru, že většinu učitelů zajímá, zda jsou žáci spokojeni, kolem dvou pětin žáků, v roce 2003 už to byly téměř dvě třetiny žáků. Většina žáků uznávala, že učitelé s nimi jednají fér a v případě nouze by jim poskytli pomoc. Ačkoli se čeští učitelé v letech 95 a 99 cítili dostatečně oceněni žáky, jen 10 % z nich se cítilo současně oceněno i společností. Ředitelé ve výzkumu PISA 2000 nepociťovali nedostatek učitelů s kvalifikací na přírodovědné předměty jako problém. V roce 2006 uvedlo 17 % ředitelů, že výuka je nedostatkem učitelů s kvalifikací na přírodovědné předměty omezena do určité míry či značně.

Porovnání některých výsledků dotazníkového šetření provedeného v rámci projektu s výsledky výzkumů TIMSS a PISA Vybrány byly obdobné otázky z následujících okruhů:

Obliba přírodovědných (a fyzikálních) témat: Mezi nejoblíbenější fyzikální témata u žáků základních i středních škol patří vesmír (astronomie, astrofyzika).

Učení se pro dobré známky:

Žáci si uvědomují důležitost dobrých známek z fyziky (obecně z přírodovědných předmětů).

Baví žáky fyzika? Fyzika baví asi 60 % žáků základních škol a nižších gymnázií. Zbývajících 40 % ji považuje za nudnou.

Porovnání některých výsledků dotazníkového šetření provedeného v rámci projektu s výsledky výzkumů TIMSS a PISA

Důležitost fyziky v životě člověka: Více než 60 % žáků základních škol a nižších gymnázií si uvědomuje, že je fyzika pro jejich budoucí život důležitá.

Chtějí žáci dále studovat? Naprostá většina středoškoláků chce po ukončení školy dále studovat. Dosáhnout vysokoškolského vzdělání chce více než polovina žáků.

Metody výuky

Cíle:

Na základě analýzy dat z dotazníkových šetření výzkumu TIMSS zjistit, jaké metody a formy práce a přístupy používají učitelé přírodovědných předmětů. Na základě analýzy dat z dotazníkových šetření výzkumů TIMSS a PISA zjistit, jaké jsou přístupy žáků k učení a jaký je jejich pohled na metody a formy práce v hodinách. Na základě analýzy dat z dotazníkových šetření výzkumů TIMSS PISA zjistit, co podle ředitelů ovlivňuje metody práce učitelů a jaké metody upřednostňují, jak je koncipovaná výuka přírodovědných předmětů, co se týče vlastních osnov, jednotnosti obsahu pro všechny žáky a péče o nadané žáky.

Metody výuky

Postup a metody práce

Příprava podkladů (dotazníky, databáze s výsledky dotazníkových šetření) Výběr otázek učitelské – 57 otázek žákovské – 16 otázek ředitelské – 20 otázek

Vyhledání a zpracování dat z databází (Mgr. Helena Glücksmannová) Tabulky s absolutními a relativními četnostmi odpovědí.


Sepsání souhrnné zprávy

Metody výuky

Tabulka U39 11. Jak často žáci při hodinách daného přírodovědného předmětu

absolutní četnosti odpovídajících

nikdy nebo téměř nikdy

někdy

relativní četnosti v %

většinou

každou hodinu

nikdy nebo téměř nikdy

někdy

většinou

každou hodinu

a) pracují samostatně bez pomoci učitele? b) pracují samostatně s pomocí učitele?

545 543

21 2

417 266

61 206

46 69

3,85 0,37

76,51 48,99

11,19 37,94

8,44 12,71

c) pracují společně tak, že učitel vyučuje celou třídu?

544

4

96

284

160

0,74

17,65

52,21

29,41

d) pracují společně (celá třída) tak, že si žáci vzájemně odpovídají na otázky?

542

109

370

42

21

20,11

68,27

7,75

3,87

e) pracují ve dvojicích či v malých skupinách bez pomoci učitele?

545

109

409

26

1

20,00

75,05

4,77

0,18

f) pracují ve dvojicích či v malých skupinách s pomocí učitele?

545

68

435

40

2

12,48

79,82

7,34

0,37

Metody výuky


Uspořádání podle typu dotazníku: učitelský, žákovský, školní. Otázky týkající se podobného problému (např. domácích úkolů) jsou prezentovány a komentovány společně, bez ohledu na skutečné pořadí v dotaznících. U vybraných otázek, které byly v nezměněné nebo obdobné formě součástí dotazníků v různých letech, jsou vytvořeny grafy, aby bylo možné sledovat změny, ke kterým došlo v průběhu let. Podobně jsou uvedeny grafy i u vybraných otázek, které byly v nezměněné nebo obdobné formě součástí dotazníků pro jednotlivé populace testované ve výzkumu TIMSS 1995. Zde se dají sledovat změny pro jednotlivé věkové kategorie. U některých otázek, je uvedeno i srovnání se zahraničím.

Metody výuky - Co nejvíce omezuje výuku přírodovědných předmětů Faktor (omezuje hodně a celkem dost) a) žáci s odlišnými studijními předpoklady b) žáci pocházející z velmi odlišných podmínek (různé ekonomické podmínky, jazykové problémy) c) žáci se speciálními potřebami (např. žáci s poruchami učení, sluchu, zraku či řeči, tělesně postižení, duševně postižení žáci) d) žáci, kteří nemají zájem o výuku

Populace 1 1995 Pořadí %

Populace 2 1995 Pořadí %

1999 Pořadí

%

1

62,8

1

64,3

1

60,8

8

26,1

13

13,2

14

12,6

11-12

17,1

12

15,2

12

19,9

4 3

36,8 41,0

2 4

61,0 44,8

2 3

58,5 49,0

10

22,8

11

17,9

10

26,0

6

30,0

5

39,8

8

36,0

11-12

17,1

14

12,3

13

16,4

13

16,7

10

18,4

11

20,0

5

33,3

8

35,2

7

38,2

2

43,9

6

39,7

6

42,4

9 7

25,0 29,4

9 7

29,5 36,3

9 5

28,4 42,5

n) špatná morálka Vašich kolegů učitelů a administrativních pracovníků školy o) špatná morálka žáků

16

3,3

16

3,7

16

5,8

14

9,1

3

48,4

4

45,0

p) pocit ohrožení Vaší osobní bezpečnosti či bezpečnosti žáků

15

3,9

15

4,1

15

7,5

e) žáci, kteří vyrušují f) rodiče, kteří se zajímají o to, jak jejich děti prospívají g) rodiče, kteří se nezajímají o to, jak jejich děti prospívají h) nedostatek počítačů i) nedostatek vhodných počítačových programů j) nedostatek jiných učebních pomůcek pro žáky k) nedostatek pomůcek pro Vás, které byste mohl(a) využít např. při demonstraci a cvičeních l) nevyhovující vybavení školy m) velký počet žáků ve třídě

Metody výuky - Co ovlivňuje úspěch v přírodovědných předmětech podle učitelů

nejdůležitější předpoklad - schopnost tvořivého myšlení a logické uvažování porozumění přírodovědným pojmům, principům a strategiím schopnost řádně zdůvodňovat řešení porozumění tomu, jak se přírodní vědy využívají v praxi nejmenší důležitost - pamatování vzorců a postupů v mezinárodním srovnání kladli čeští učitelé na poslední dvě uvedené schopnosti menší důraz

Metody výuky – Co je třeba k dobrým známkám podle žáků Populace 9letí 13letí konec SŠ

Rok 1995 1995 1999 1995

Pilné učení 88 % 84 % 82 % 85 %

Učení zpaměti 64 % 59 % 42 % 49 %

Štěstí 66 % 54 % 39 % 39 %

Talent 59 % 45 % 40 % 46 %

celkově málo žáků souhlasilo s tím, že by k získání dobrých známek potřebovali štěstí v mezinárodním srovnání přisuzovali čeští žáci malou roli talentu v roce 1995 byla ČR zemí s pátým nejvyšším procentem 13letých žáků (89 %), jejichž učitelé si mysleli, že někteří žáci mají pro přírodní vědy nadání a jiní nikoliv, nad mezinárodním průměrem byla ČR i v roce 1999

Metody výuky – Učební strategie žáků

PISA 2000

čeští žáci se učili cíleně a hledali souvislostí mezi studovanou látkou a poznatky získanými odjinud více než byl mezinárodní průměr pamětní učení používali čeští žáci méně než žáci většiny ostatních zemí, přičemž dívky ho používaly více než chlapci čeští žáci dávali přednost individualistickému, soutěživému přístupu k učení, v mezinárodním srovnání byli nad průměrem přízeň vyjadřovaná kooperativní učení byla podprůměrná, dívky preferovaly tento typ učení více než chlapci

Metody výuky – Průběh hodiny TIMSS 1999 - Procento času věnovaného v hodině různým činnostem Činnost výklad látky učitelem žáci procvičují látku pod vedením učitele žáci samostatně procvičují testy a kvizy opětný výklad a vysvětlení již probraného učiva (postupů) učitel(ka) provádí demonstrační pokusy žáci dělají pokusy kontrola domácích úkolů jiné administrativní činnosti (nevztahující se k obsahu hodiny)

% 34,2 17,7 11,3 8,2 8,2 6,5 5,0 4,4 3,2 2,4

mezinárodní průměr (%) 24 14 10 10 10 10 15 9 3 4

Z 12 zemí, kde učitelé uvedli, že žáci tráví experimentováním více než 20 % času z hodiny, mělo 8 statisticky významně lepší výsledek než mezinárodní průměr.

Metody výuky – Demonstrační experimenty

Jak často nastávají tyto situace v hodinách fyziky? učitel(ka) nám předvádí pokusy 40 35 30 25 20 15 10 5 0

38,2

37,8

35,8 31,0

23,0 18,1 8,3

7,9

téměř vždy

poměrně často

jednou za čas

TIMSS 95 populace 2

TIMSS 99

nikdy

Metody výuky – Samostatné experimentování

Jak často nastávají tyto situace v hodinách fyziky? sami děláme pokusy nebo máme laboratorní cvičení 50 45,2

40

46,7

30 26,7

20 10 0

18,3 9,8

21,4

23,2

8,6

téměř vždy

poměrně často

jednou za čas

TIMSS 95 populace 2

TIMSS 99

nikdy

Metody výuky

TIMSS 1999

vytvořen index charakterizující důraz kladený v přírodovědných hodinách na experimenty byl zpracován na základě odpovědí učitelů na otázky kolik času stráví oni prováděním demonstračních experimentů a kolik času stráví žáci experimentováním a na základě odpovědí žáků na otázky, jak často provádějí učitelé experimenty a jak často experimentují oni sami vysoká (nízká) úroveň indexu znamená, že učitelé věnují oběma činnostem více než 25 % (méně než 10 %) z hodiny a žáci uvádějí, že jsou prováděny téměř vždy nebo poměrně často (jednou za čas nebo nikdy), střední úroveň zahrnuje ostatní odpovědi.

Metody výuky - experimentování Tabulka: Procento žáků s danou úrovní indexu charakterizujícího důraz kladený v přírodovědných hodinách na experimenty Úroveň indexu Vysoká Střední Nízká ČR Mez. průměr ČR Mez. průměr ČR Mez. průměr Fyzika 14 % 21 % 82 % 74 % 5% 5% Chemie 10 % 11 % 87 % 84 % 3% 5% Přírodopis 0% 4% 72 % 76 % 28 % 21 % Zeměpis 0% 1% 24 % 48 % 76 % 52 % Integrovaná 38 % 59 % 3%

Ve fyzice se nejvíce experimentuje ve Finsku, na vysoké úrovni indexu je 67 % žáků. Dále se před ČR umístila Belgie (vlámská), Maďarsko, Rumunsko, Nizozemí a Lotyšsko. Menší procento žáků na vysoké úrovni indexu pak měla Makedonie, Moldávie, Rusko, Bulharsko. Mezi zeměmi s integrovanou výukou přírodovědných předmětů dosáhly přes 50 % žáků s vysokou úrovní indexu Hongkong (78 %), Anglie, Singapur, Japonsko, Malajsie, Thajsko, Nový Zéland a Tunisko.

Metody výuky – experimentování – PISA 2006 Graf: Učitel žákům předvádí demonstrační pokusy (ve všech nebo většině hodin)

Graf: Žáci provádějí praktické pokusy v laboratoři (ve všech nebo většině hodin)

%

%

60

60

40

40

52

20

19 0

ČR

34 Průměr OECD

Německo

61

20 0

9 ČR

22 Průměr OECD

Dánsko

36 % českých žáků uvedlo, že učitel neprovádí pokusy nikdy nebo téměř nikdy 42 % českých žáků uvedlo, že pokusy neprovádějí nikdy nebo téměř nikdy

Metody výuky - Shrnutí

Obsah a metody výuky ovlivňovali podle ředitelů českých škol testovaných ve výzkumu TIMSS v letech 95 a 99 v největší míře učitelé a sami ředitelé. V roce 95 byl u 9letých i 13letých žáků přisuzován poměrně velký vliv i vydavatelům učebnic, ten do roku 99 výrazně poklesl. Žáci obsah a metody práce podle ředitelů příliš neovlivňovali. Učitelé 13letých žáků v roce 95 i 99 si přisuzovali podstatně menší vliv na obsah učiva než uváděli ředitelé. Vliv učitelů na výběr učebnic od roku 95 do roku 99 výrazně vzrostl. Doba výuky založená na učebnicích naopak do roku 1999 poklesla. Podle ředitelů škol testovaných ve výzkumu PISA vzrostla od roku 2000 do roku 2003 výrazně odpovědnost učitelů a také ředitelů za volbu učebnic. Významně stoupla rovněž odpovědnost učitelů za určování obsahu předmětů.


Při výběru probíraných témat hrály podle učitelů v roce 95 i 99 v ČR nejdůležitější roli státní osnovy. Způsob výkladu ovlivňovaly v roce 95 nejvíce a v podstatě stejným dílem učebnice a metodické příručky, v roce 99 pak zejména učebnice pro žáky, vliv metodických příruček poklesl. Při plánování hodin spoléhali v roce 99 čeští učitelé nejvíce na vlastní přípravy, potom na učebnice žáků, případně na jiné učebnice a prameny. Ředitelé českých škol testovaných ve výzkumu PISA v letech 2000 a 2003 vyslovovali podporu aktivním a inovativním metodám výuky. K tradičním metodám se přiklánělo jen 8 % z nich.


Výuku přírodovědných předmětů na českých školách testovaných ve výzkumu TIMSS v roce 95 a 99 omezovali podle učitelů nejvíce žáci s odlišnými studijními předpoklady. Dále to byli žáci, kteří nemají zájem o výuku a žáci, kteří vyrušují. U učitelů 13letých žáků v roce 1995 a v roce 1999 to pak byla ještě špatná morálka žáků. Učitelé 9letých žáků v roce 1995 uváděli jako faktor, který dost ovlivňuje výuku, nedostatek pomůcek pro ně a pro žáky. Za nejdůležitější předpoklad pro úspěšnost v přírodovědných předmětech považovali čeští učitelé schopnost tvořivého myšlení a logické uvažování. Nejmenší důležitost byla přikládaná pamatování vzorců a postupů. V mezinárodním srovnání kladli čeští učitelé menší důraz na schopnost zdůvodňovat své postupy a řešení, menší váhu přikládali i porozumění použití přírodních věd v praxi.


Výzkum TIMSS ukázal, že čeští učitelé věnovali v přírodovědných hodinách nejvíce času výkladu látky, což potvrzovaly i výpovědi žáků. Další v pořadí bylo procvičování s pomocí či bez pomoci učitele. Čas věnovaný demonstračním pokusům a experimentování žáků byl výrazně pod mezinárodním průměrem. Podle zjištění výzkumu TIMSS vyžadovali čeští učitelé po žácích ve většině hodin, aby zdůvodňovali svá tvrzení. K poměrně častým aktivitám patřil také zápis pozorování a vysvětlování jevů (četnost této aktivity do roku 99 významně poklesla). Méně častá byla práce s tabulkami a grafy. V mezinárodním srovnání patřila ČR v roce 95 k zemím, kde byly aktivity vyžadující přemýšlení požadovány v hodinách v největší míře. V roce 99 pak byla ČR naopak pod mezinárodním průměrem.


Čeští žáci všech věkových kategorií uváděli, že poměrně často při řešení úloh používají věci z každodenního života. Velmi zřídka žáci řešili projekty. Nejčastěji používanou formou výuky u 9letých i 13letých žáků byla v ČR podle výzkumu TIMSS práce učitele s celou třídou, druhou pak samostatná práce žáků s pomocí učitele. Podobně tomu bylo i v zahraničí. Nejméně častou formou práce byla v ČR skupinová práce či práce ve dvojici bez pomoci učitele, která patřila v zahraničí k těm více používaným. Česká republika patřila v roce 95 i 99 k zemím, kde byli žáci zatěžováni domácími úkoly málo. Tuto skutečnost potvrdil i výzkum PISA v roce 2000.


Podle výzkumu PISA 2000 se čeští žáci učili cíleně a hledali souvislosti mezi studovanou látkou a poznatky získanými odjinud více než byl mezinárodní průměr. Pamětní učení používali čeští žáci méně než žáci většiny ostatních zemí. Svému odbornému růstu věnovali čeští učitelé přírodovědných předmětů podle výzkumu TIMSS 95 v případě 9letých žáků spíše více času (1,7 hod týdně) než jejich zahraniční kolegové, u učitelů 13letých žáků jsme naopak patřili k zemím, kde byla tato doba nejkratší (1 hod týdně). Do roku 1999 došlo k jejímu nárůstu (1,8 hod týdně). Naprostá většina českých učitelů byla názoru, že pro vyučování přírodovědných předmětů je důležité mít rád žáky a mít pro ně pochopení.

Úlohy

Analýza výsledků českých žáků ve fyzikálních úlohách výzkumů TIMSS a PISA Spolupráce: Úlohy TIMSS – Jitka Houfková, Naďa Vogalová Úlohy PISA – Kateřina Bašátková Cíle:

Vytvořit přehled celkových výsledků českých žáků v přírodovědných úlohách výzkumů TIMSS a PISA v časovém vývoji.

Vytvořit přehled výsledků českých žáků v přírodovědných úlohách podle obsahu, kompetencí a situací, na které byly zaměřeny.

Vytvořit přehled výsledků českých žáků ve fyzikálních úlohách – celkově a podle obsahu, kompetencí, situací.

U fyzikálních úloh provést hlubší rozbor jednotlivých typů odpovědí.

Provést rozbor výsledků praktických úloh s ohledem na zkoumané dovednosti.

Úlohy - TIMSS Typy úloh : s výběrem odpovědi úlohy s krátkou otevřenou odpovědí úlohy s dlouhou otevřenou odpovědí praktické úlohy Další třídění podle: obsahové kategorie

operační kategorie

TIMSS - úlohy

Úloha 1: Vzduch je bezbarvý, bez zápachu a bez chuti. Popište jeden způsob, kterým lze prokázat, že vzduch existuje. Obsahová kategorie: fyzikální vlastnosti látek Operační kategorie: návrh výzkumu Typ: krátká otevřená odpověď Průměr ČR: 26 %

Mezinárodní průměr: 33 %

Úlohy -PISA Charakter úloh :

komplex otázek vztahujících se k určitému tématu uvádí je text, obrázek, graf, …

Typy otázek:

s výběrem odpovědi komplexní s výběrem odpovědi uzavřené s tvorbou odpovědi otevřené s tvorbou odpovědi

Další třídění podle:

přírodovědné vědomosti kompetence kontext

Úlohy -PISA

VELKÝ KAŇON Velký kaňon leží v poušti v USA. Je to velmi rozsáhlý a hluboký kaňon, ve kterém se nachází mnoho vrstev hornin. Někdy v minulosti byly tyto vrstvy vyzdviženy pohyby v zemské kůře. Velký kaňon je nyní na některých místech až 1,6 km hluboký. Dnem kaňonu protéká řeka Colorado. Podívej se na obrázek Velkého kaňonu vyfotografovaného z jeho jižního okraje. Na stěnách kaňonu jsou vidět různé vrstvy hornin.

Vápenec A Břidlice A Vápenec B Břidlice B Krystalická břidlice a žula

Úlohy -PISA Otázka 2: VELKÝ KAŇON Teplota ve Velkém kaňonu se pohybuje od teplot nižších než 0 °C až po teploty přes 40 °C. Ačkoli je to pouštní oblast, pukliny ve skalách někdy obsahují vodu. Jak napomáhají tyto změny teplot a voda ve skalních puklinách urychlit rozpad skal? A B C D

Mrznoucí voda rozpouští teplé skály. Voda skály stmeluje. Led vyhlazuje povrch skal. Mrznoucí voda ve skalních puklinách nabývá na objemu.

Vědomosti: vědomosti z přírodních věd (systémy Země a vesmíru) Kompetence: vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Kontext / situace: životní prostředí / sociální Typ otázky: s výběrem odpovědi Průměrná úspěšnost ČR: 73,5 %

Průměrná úspěšnost OECD: 67,6 %

Úlohy -PISA

Otázka 10M: VELKÝ KAŇON

S426Q10M

Každý rok vzrůstá počet lidí, kteří chtějí navštívit Národní parky. Čtyři lidé diskutující o tomto problému uvedli následující názory. Zakroužkuj písmeno u té odpovědi, která je nejblíže tvému vlastnímu názoru. Žádná z odpovědí není “správná” nebo “chybná”. A Myslím, že povolit lidem navštívit parky je důležitější než jakékoli škody, které by mohli způsobit divoké zvěři a rostlinstvu. B Mělo by se vyvinout nějaké úsilí na omezení poškozování životního prostředí, ale ne v případě, že to omezí přístup návštěvníků do parků. C Omezil bych oblasti, které mohou lidé v parcích navštívit, tak, aby se některá místa ochránila proti škodám. D Měl by se omezit počet návštěvníků, kteří každý rok navštíví tyto parky, aby se celá oblast ochránila před přílišným poškozením.

TIMSS – srovnání 1995 a 1999 TIMSS 1995 8. ročník Singapur Česká republika Japonsko Korea Nizozemsko Slovinsko Maďarsko Anglie Austrálie Kanada USA Nový Zéland Hongkong Itálie Lotyšsko Írán Kypr nad mezinárodním průměrem

TIMSS 1999 8. ročník Singapur Maďarsko Japonsko Korea Nizozemsko Austrálie Česká republika Anglie Kanada Slovinsko Hongkong USA Nový Zéland Lotyšsko Itálie Kypr Írán mezinárodní průměr

TIMSS 1995 4. ročník Korea Japonsko USA Austrálie Česká republika Nizozemsko Anglie Kanada Itálie Singapur Slovinsko Hongkong Maďarsko Nový Zéland Lotyšsko Kypr Írán pod mezinárodním průměrem

TIMSS 2007

4. ročník, přírodní vědy: (36 zemí)

Výsledek českých žáků byl nadprůměrný, nicméně žáci většiny zúčastněných evropských zemí dosáhli lepších výsledků. Statisticky významně lepší výsledek měli žáci 16 zemí. Nejlépe si opět vedly asijské země následované Ruskem, Lotyšskem a Anglií. Statisticky významné zhoršení českých žáků oproti roku 95, druhé největší po Norsku. Čeští žáci 4. ročníku si nejhůře poradili s úlohami z oblasti nauky o neživé přírodě a z dovedností jim činilo největší potíže uvažování, naopak nejlépe si vedli v aplikaci znalostí. Rozdíly mezi jednotlivými oblastmi jsou však malé.

TIMSS 2007

8. ročník, přírodní vědy: (48 zemí)

Výsledek českých žáků 8. ročníku byl v přírodních vědách nadprůměrný. Statisticky významně lepší výsledek měli pouze žáci čtyř asijských zemí. Přibližně stejného výsledku dosáhli žáci dalších tří evropských zemí a žáci z Hongkongu. Čeští žáci 8. ročníku měli vyrovnané výsledky ve všech sledovaných oblastech.

Výsledky PISA 2000 (32 zemí) Země Korea Japonsko Finsko Velká Británie Kanada Nový Zéland Austrálie Rakousko Irsko Švédsko Česká republika Francie Norsko USA Maďarsko Island Belgie Švýcarsko Španělsko Německo Polsko Dánsko Itálie Lichtenštejnsko Řecko Rusko Lotyšsko Portugalsko Lucembursko Mexiko Brazílie

Průměr 552 550 538 532 529 528 528 519 513 512 511 500 500 499 496 496 496 496 491 487 483 481 478 476 461 460 460 459 443 422 375

▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ● ● ● ● ● ● ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

Výsledky PISA 2003 (41 zemí) Země Finsko Japonsko Hongkong Korea Lichtenštejnsko Austrálie Macao Nizozemí Česká republika Nový Zéland Kanada Švýcarsko Francie Belgie Švédsko Irsko Maďarsko Německo Polsko Slovensko

Průměr 548 548 539 538 525 525 525 524 523 521 519 513 511 509 506 505 503 502 498 495

▲ ▲ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

Země Island USA Rakousko Rusko Lotyšsko Španělsko Itálie Norsko Lucembursko Řecko Dánsko Portugalsko Uruguay Srbsko Turecko Thajsko Mexiko Indonésie Brazílie Tunisko

Průměr 495 491 491 489 489 487 486 484 483 481 475 468 438 436 434 429 405 395 390 385

▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

Průměrný výsledek země: je statisticky významně lepší než mezinárodní průměr

▲ je statisticky významně lepší než výsledek ČR

neliší se od mezinárodního průměru

●

je statisticky významně nižší než mezinárodní průměr

statisticky významně se neliší od výsledku ČR

▼ je statisticky významně horší než výsledek ČR

Výsledky PISA 2006 (57 zemí) Země Finsko Hongkong Kanada Tchaj-wan Estonsko Japonsko Nový Zéland Austrálie Nizozemí Lichtenštejnsko Korejská rep. Slovinsko Německo Velká Británie Česká republika Švýcarsko Macao Rakousko Belgie Irsko Maďarsko Švédsko Polsko Dánsko Francie Chorvatsko Island Lotyšsko

Průměr 563 542 534 532 531 531 530 527 525 522 522 519 516 515 513 512 511 511 510 508 504 503 498 496 495 493 491 490

▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

Země Slovensko Španělsko Litva Norsko Lucembursko Rusko Itálie Portugalsko Řecko Izrael Chile Srbsko Bulharsko Uruguay Turecko Jordánsko Thajsko Rumunsko Černá Hora Mexiko Indonésie Argentina Brazílie Kolumbie Tunisko Ázerbájdžán Katar Kyrgyzstán

Průměr 488 488 488 487 486 479 475 474 473 454 438 436 434 428 424 422 421 418 412 410 393 391 390 388 386 382 349 322

▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

Průměrný výsledek země: je statisticky významně lepší než mezinárodní průměr neliší se od mezinárodního průměru je statisticky významně nižší než mezinárodní průměr

▲ je statisticky významně lepší než výsledek ČR ●

statisticky významně se neliší od výsledku ČR

▼ je statisticky významně horší než výsledek ČR

Průřez TIMSS – PISA TIMSS 1995 Česká republika Japonsko Korea Maďarsko Austrálie Rusko Kanada USA Nový Zéland Itálie Lotyšsko

TIMSS 1999 Maďarsko Japonsko Korea Austrálie Česká republika Kanada Rusko USA Nový Zéland Lotyšsko Itálie

nad mezinárodním průměrem

PISA 2000 Korea Japonsko Kanada Nový Zéland Austrálie Česká republika USA Maďarsko Itálie Rusko Lotyšsko mezinárodní průměr

PISA 2003 Japonsko Korea Austrálie Česká republika Nový Zéland Kanada Maďarsko USA Rusko Lotyšsko Itálie

PISA 2006 Kanada Japonsko Nový Zéland Austrálie Korea Česká republika Maďarsko Lotyšsko USA Rusko Itálie

pod mezinárodním průměrem

Fyzikální úlohy výzkumu TIMSS

zaměření na 9leté a 13leté žáky vybráno bylo celkem 39 úloh z testů pro 9leté žáky a 51 úloh z testů pro 13leté žáky z roku 1995 a 57 úloh z testů z roku 1999 pro každou úlohu byla vytvořena tabulka s její charakteristikou, výsledky českých žáků, mezinárodními průměry a komentářem, u uvolněných úloh jsou též uvedena jejich zadání a v případě otevřených úloh i pokyny k hodnocení

Fyzikální úlohy výzkumu TIMSS Úloha: Kód úlohy Charakteristika úlohy Uvolnění úlohy Typ úlohy Obsahová kategorie Operační kategorie Obtížnost úlohy Úloha použita v letech Úloha použita pro populaci

Energie P03 Co se nepoužívá jako zdroj energie? Ano výběr odpovědi Energie a fyzikální jevy – Druhy, zdroje a přeměny energie Jednoduchá informace 666 1995 1 (3. a 4. ročník ZŠ)

Zadání úlohy:

Co se NEPOUŽÍVÁ jako zdroj energie? A. padající voda B. železná ruda C. Slunce D. nafta


Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3. ročník ČR [%] 1995 / 3. ročník mezinárodní [%] 1995 / 4. ročník ČR [%] 1995 / 4 .ročník mezinárodní [%]

24,4 28,9 31,2 34,6

24,7 25,9 21,8 31,2

24,1 31,7 41,3 37,9

Podrobné výsledky (Zastoupení jednotlivých typů odpovědí v %): Výzkum v roce / populace N A B 1995 / 3. ročník ČR [%] 1995 / 3. ročník mezinárodní [%] 1995 / 4. ročník ČR [%] 1995 / 4. ročník mezinárodní [%]

402

37,1

24,4

C 20,7

D 12,0

Ost. 5,7

408

26,0 35,5

28,9 31,2

18,0 16,0

22,7 15,6

4,4 1,8

27,3

34,6

15,7

20,1

2,3

Komentář a zhodnocení výsledků:

Úloha patřila k obtížnějším. Čeští žáci obou ročníků ji řešili hůře, než byl mezinárodní průměr. Žáci 4. ročníku v ní dosáhli třetího nejhoršího výsledku ze všech úloh. Více než třetina českých žáků obou ročníků se domnívala, že se jako zdroj energie nepoužívá padající voda. 21 % žáků 3. ročníku a 16 % žáků 4. ročníku uvedlo jako odpověď Slunce.

Fyzikální úlohy výzkumu TIMSS – 9letí

Průměrný výsledek českých 9letých žáků ve vybraných fyzikálních úlohách v obou ročnících byl lepší než mezinárodní průměr. Chlapci byli úspěšnější než dívky. Nejúspěšnější byli žáci obou ročníků při řešení úloh s výběrem odpovědi. Nejméně úspěšní byli při řešení úloh s dlouhou otevřenou odpovědí. Chlapci si oproti dívkám vedli výrazně lépe v otevřených úlohách s krátkou odpovědí.


Nejlépe si žáci obou ročníků vedli v obsahové kategorii „Země ve vesmíru“ (3. r. 62 % a 4. r.76 %). V nejvíce zastoupených obsahových kategoriích „Hmota“ a „Energie a fyzikální jevy“ byla úspěšnost v obou ročnících podobná (3. r. cca 48 % a 4. r. cca 58 %). V rámci obsahové kategorie „Energie a fyzikální jevy“ byli žáci obou ročníků nejméně úspěšní při řešení úloh týkajících se druhů, zdrojů a přeměn energie (cca 38 %). Ve všech hlavních obsahových kategoriích si vedli o něco lépe chlapci než dívky. Co se týče operačních kategorií, řešili žáci obou ročníků nejlépe úlohy spadající do kategorie „Porozumění informaci“, a to zejména informaci jednoduché. Nejméně úspěšní byli žáci v kategorii „Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů“.


Žáci 3. ročníku byli pod mezinárodním průměrem v řešení 10 z 39 úloh, žáci 4. ročníku při řešení 6 úloh. Největší rozdíly oproti mezinárodnímu průměru byly v obou ročnících u úlohy týkající se fungování nitkového telefonu a úlohy týkající se chladnutí polévky. Nejlépe oproti mezinárodnímu průměru řešili čeští žáci obou ročníků úlohu, ve které měli určit předmět vytvářející vlastní světlo a úlohu na seřazení časových úseků. Nejvyšší průměrné úspěšnosti dosáhli čeští žáci obou ročníků v úloze týkající se vzniku duhy a úloze týkající se teploty vesmírných těles. K nejobtížnějším patřila úloha týkající se hladiny vody v nakloněné konvici.


Úloha s nejnižší průměrnou úspěšností – 9letí Konvice je téměř naplněna vodou, jak naznačuje přerušovaná čára v obrázku.

Konvici nakloníme tak, že voda právě začne odkapávat ze zúžené trubice. Nakresli čáru znázorňující nyní polohu hladiny vody v konvici.

Zadání úlohy:

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr dívky chlapci 1995 / 3.ročník ČR [%] 1995 / 3.ročník mezinárodní [%] 1995 / 4.ročník ČR [%] 1995 / 4.ročník mezinárodní [%]

21,7 15,5 28,2 21,3

13,3 11,0 21,4 16,1

30,9 19,7 34,8 26,3


Čeští 13letí žáci dosáhli ve vybraných fyzikálních úlohách v šetřeních v roce 95 i 99 výsledku lepšího než mezinárodní průměr.

V roce 95 byli čeští žáci 8. r. o 5,2 % úspěšnější než v roce 99.

Chlapci byli vždy v průměru úspěšnější než dívky.

V obou šetřeních byli čeští 13letí žáci nejúspěšnější při řešení úloh s výběrem odpovědi, které byly také nejvíce zastoupené.

Nejlépe si žáci v roce 95 i 99 vedli v obsahové kategorii „Síla a pohyb“. Nejhorší byli žáci v kategorii „Povaha přírodních věd“.

V rámci nejvíce zastoupené obsahové kategorie „Energie a fyzikální jevy“ byli žáci všech skupin nejméně úspěšní při řešení úloh týkajících se druhů, zdrojů a přeměn energie (stejně jako 9letí). Při porovnání 2 operačních kategorií, které obsahovaly nejvíce úloh, si žáci všech skupin vedli výrazně lépe v kategorii „Porozumění informaci“ než v kategorii „Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů“. Lépe přitom řešili úlohy týkající se složitější informace. V kategorii „Teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů“ pak byli méně úspěšní zejména v úlohách zaměřených na používání vědeckých principů při vysvětlování.


Čeští žáci 7. r. byli v roce 95 pod mezinárodním průměrem v řešení 10 úloh, žáci 8. r. v roce 95 i 99 při řešení 9 úloh. Největší rozdíly oproti mezinárodnímu průměru byly v úloze týkající se osvětlení stěny baterkou, u úlohy, kde měli žáci určit póly rozříznutého magnetu, úlohy týkající se původu energie obsažené v jídle a úlohy, kde bylo třeba vybrat neobnovitelný zdroj. Nejlépe oproti mezinárodnímu průměru řešili čeští žáci úlohu týkající se působení gravitace na padající jablko (raketu), úlohu, kde měli zakreslit hladinu vody v nakloněné konvi a úlohu týkající se stavby atomového jádra. Nejúspěšnější byli čeští žáci v obou šetřeních v úloze týkající se správného umístění baterií ve svítilně a v úloze týkající se magnetických vlastností látek. V roce 95 si čeští žáci obou ročníků nejhůře vedli v úloze týkající se teploty při tání sněhu a v úloze týkající se množství světla dopadajícího na stěnu při různé vzdálenosti zdroje. V roce 99 patřila k nejhůře řešeným ještě úloha, kde bylo třeba na základě údajů v tabulce popsat chování pružiny při zavěšování závaží.


Úloha s nejnižší průměrnou úspěšností – 13letí

Zadání úlohy:

Jednou, když teplota byla těsně pod 0 °C, si Petr a Anna dělali sněhové koule. Do jedné z koulí zasunuli teploměr a ten ukázal 0 °C. Petr a Anna se pokusili zahřát kouli tím, že ji drželi v rukou. Jakou myslíte, že ukázal teploměr teplotu po dvou minutách? Svou odpověď zdůvodněte. Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce / populace průměr V1 průměr V2 1995 / 7. ročník ČR [%] 39,6 11,6 1995 / 7. ročník mezinárodní [%] 37,0 10,5 1995 / 8. ročník ČR [%] 46,5 17,4 1995 / 8. ročník mezinárodní [%] 41,5 13,1 V1…úplně a částečně správné odpovědi, V2 … úplně správné odpovědi

dívky 13,0 10,9 12,7 13,1

chlapci 9,9 10,0 21,7 13,2

24 % žáků 7. ročníku a 21% žáků 8. ročníku se domnívalo, že teplota stoupne . 19 % odpovědí spadalo do nezařaditelných.


Úlohy s nejvyšší průměrnou úspěšností – 13letí

Každý ze tří znázorněných magnetů byl vsunut do sypké látky pod ním. Která z látek by mohla být káva A. pouze A B. pouze B C. pouze C D. pouze A a B

Stěny budovy je třeba natřít tak, aby odrážely co nejvíce světla. Jakou barvou by měly být natřeny A. bílou

B. červenou

C. černou

D. růžovou

Přírodovědné úlohy výzkumu PISA Přírodovědné kompetence českých žáků PISA 2006

čeští patnáctiletí žáci byli úspěšnější při vysvětlování jevů pomocí přírodních věd (aplikace vědomostí) a méně úspěšní při rozpoznávání přírodovědných otázek (rozpoznávání otázek, které lze vědecky zodpovědět) výsledky českých žáků byly výrazně horší i v případě používání vědeckých důkazů (interpretace a používání vědeckého dokazování)

Česká republika Maďarsko Slovensko Estonsko Polsko Litva Finsko

Kompetence Celkový průměr Rozpoznávání Vysvětlování přírodní vědy přírodovědných jevů pomocí (body) otázek přírodních věd 513 -12 15 504 -21 14 488 -13 13 531 -16 9 498 -15 8 488 -12 7 563 -8 3

Používání vědeckých důkazů -12 -7 -11 0 -4 -1 4

Přírodovědné úlohy výzkumu PISA Přírodovědné vědomosti českých žáků – PISA 2006

Výsledky českých žáků ve vědomostech o přírodních vědách (vědecké postupy) byly výrazně horší než výsledky ve vědomostech z přírodních věd (znalost obsahu). Rozdíl mezi oběma výsledky byl v České republice největší ze zemí OECD. Maďarsko a ČR byly dvě země OECD s nejlepším relativním výsledkem v oblasti neživé systémy (fyzika, chemie).

Česká republika Maďarsko Slovensko Švédsko Slovinsko Rumunsko Finsko

Celkový průměr přírodní vědy (body) 513 504 488 503 519 418 563

Vědomosti o přírodních vědách -14 -12 -10 -5 -9 -6 -6

Vědomosti z přírodních věd Neživé Živé Země a systémy systémy vesmír 21 12 13 29 5 9 15 11 15 14 8 -5 12 -2 15 10 8 -12 -4 11 -9

Fyzikálně zaměřené otázky výzkumu PISA

Celkem bylo vybráno a zpracováno 24 otázek z šetření v roce 2000, 24 otázek z šetření v roce 2003 a 47 otázek z šetření v roce 2006

Průměrná úspěšnost – PISA 2006 ČR OECD

Průměrná úspěšnost v % Celkem Dívky Chlapci 57,3 56,0 58,3 53,3 54,1 52,6

Čeští žáci byli v roce 2006 pod průměrem zemí OECD v řešení 8 z 47 otázek.

Největší rozdíl (12,6 %) byl u otázky s otevřenou odpovědí týkající se chlazení nádoby při výrobě penicilínu. U ostatních úloh rozdíl nepřesáhl 4,5 %.

Fyzikálně zaměřené otázky výzkumu PISA 2006

Otázky nejlépe řešené oproti průměru zemí OECD:

otázka s otevřenou odpovědí, kde bylo třeba vybrat nejrizikovější místo pro novou výstavbu po úpravách terénu a volbu zdůvodnit (rozdíl 14,8 %) otázka, kde bylo třeba vybrat energetické zdroje vytvářející CO2 (13,8 %) otevřená otázka, kde se měli žáci vyjádřit k tvrzení novináře o důvodech tiché jízdy magneticky nadnášeného vlaku (13,0 %)


Otázky s nejvyšší úspěšností českých žáků:

otázka, kde bylo třeba zdůvodnit možnost snazších a rychlejších terénních úprav při výstavbě v dnešní době oproti dřívějšku (86,5 %) otázka, kde bylo třeba vybrat z nabídky přístroj, kterým by se ověřilo, že tkanina je elektricky vodivá (85,7 %) otázka, kde měli vybrat materiál s nejlepší tepelnou vodivostí (85,5 %).


Úloha s nejnižší průměrnou úspěšností českých žáků

Zadání otázky: Ondra trvá na svém závěru, že růst průměrné teploty zemské atmosféry je způsoben vzrůstem emisí oxidu uhličitého. Ale Jana si myslí, že jeho závěr je ukvapený. Říká: „Než uděláš tento závěr, musíš si být jistý, že ostatní faktory, které by mohly ovlivnit skleníkový efekt, se nemění.“ Jmenuj jeden z faktorů, které má Jana na mysli. .................................................................................................................................

Výzkum v roce 2006 ČR [%] 2006 OECD [%]

průměr 20,7 18,9

chlapci 20,4 18,7

dívky 20,9 19,1

Shrnutí - Úlohy

V mezinárodním srovnání dosahovali čeští 9-15letí žáci ve výzkumech TIMSS i PISA v oblasti přírodních věd dlouhodobě nadprůměrné výsledky. Výsledek českých žáků posledních ročníků SŠ v roce 95 v testu přírodovědné gramotnosti byl na úrovni mezinárodního průměru. Ve fyzikálním testu se žáci posledních ročníků gymnázií umístili na 14. místě ze 16 zemí. Statisticky významně horších výsledků dosáhli jen žáci USA. V roce 99 se výsledek českých 13letých žáků v přírodních vědách ve výzkumu TIMSS oproti roku 95 zhoršil. Rozdíl byl však statisticky významný jen ve fyzice. Při řešení praktických přírodovědných úloh se čeští 13letí žáci umístili těsně nad mezinárodním průměrem. V porovnání s písemnou částí testu se jednalo o horší výsledek. Rozdíl ve výsledku v písemném testu a praktických úlohách byl v přírodních vědách největší ze všech zemí.

Shrnutí - Úlohy

Ve výzkumu TIMSS si čeští 9letí i 13letí žáci vedli výrazně lépe ve fyzikálních úlohách zaměřených na porozumění informaci než v v úlohách zaměřených na teoretické uvažování, rozbor a řešení problémů. V České republice ve výzkumu TIMSS dosáhli chlapci v roce 95 i 99 statisticky významně lepších výsledků než děvčata. V roce 99 jsme byly zemí, kde byl tento rozdíl největší. Zajímavé je, že ač chlapci dosáhli v matematickém i přírodovědném testu lepších výsledků než dívky, jejich školní výsledky byly horší než u dívek. V roce 99 ve výzkumu TIMSS byl průměrný výsledek českých 13letých žáků víceletých gymnázií výrazně lepší než výsledek žáků základních škol. Na základních školách však přesto zůstávalo velké množství žáků, kteří svými výsledky patřili k našim nejlepším.

Shrnutí - Úlohy

Výzkum PISA 2006 ukázal, že silnou stránkou českých žáků jsou především faktické znalosti. Problémy jim dělalo např. vytváření hypotéz, využívání různých výzkumných metod, experimentování, získávání a interpretace dat, posuzování výsledků výzkumu, formulování a dokazování závěrů. Výsledky českých žáků v oblasti vědomostí z přírodních věd byly výrazně lepší než výsledky v oblasti vědomostí o přírodních vědách. Výborní byli čeští žáci zejména v oblasti fyziky a chemie. Co se týče zkoumaných kompetencí, byli čeští žáci ve výzkumu PISA 2006 úspěšnější při aplikaci vědomostí než při rozpoznávání otázek, které lze vědecky zkoumat a při používání vědeckých důkazů.

Shrnutí - Úlohy

Celkově se výsledky českých chlapců a dívek v přírodovědném testu výzkumu PISA 2006 nelišily. Co se týče kompetencí, měly české dívky výrazně lepší výsledky než chlapci v rozpoznávání přírodovědných otázek. Čeští chlapci byli lepší ve vysvětlování jevů pomocí přírodních věd (rozdíl patřil mezi zúčastněnými zeměmi k největším). V oblasti neživé systémy měli chlapci ve všech zemích OECD výrazně lepší výsledky než dívky. Česká republika patřila k zemím s největším rozdílem. V oblasti systémy Země a vesmíru byl rozdíl mezi chlapci a dívkami v České republice největší ze všech zúčastněných zemí. Výzkum PISA ukázal, že Česká republika patří k zemím, kde jsou velké rozdíly mezi nejlepšími a nejslabšími žáky. Značné byly také rozdíly ve výsledcích žáků různých typů škol.

Závěr Vzhledem k pravidelné účasti České republiky ve výzkumech TIMSS a PISA plánujeme provádění obdobných analýz i do budoucna (např. po zveřejnění výsledků výzkumu TIMSS 2007). Umožní to:

sledovat a porovnávat postoje českých žáků k přírodovědným předmětům a přírodním vědám v delším časovém horizontu, sledovat, zda a jak se mění metody a formy práce v přírodovědných předmětech a zda jsou nějak ovlivňovány změnami ve školské politice, např. zavedením rámcových a školních vzdělávacích programů, sledovat v delším časovém období stav vědomostí a kompetencí žáků v oblasti přírodních věd a zejména fyziky.

Závěr

Na čem se již pracuje:

Zpracování výsledků českých žáků ve fyzikálních úlohách výzkumu TIMSS 2007 (4. a 8. ročníky) a srovnání s předchozími šetřeními (BP – Naďa Vogalová) Zpracování dat z dotazníkového šetření výzkumu TIMSS 2007 týkajících se postojů a metod práce v přírodovědných předmětech, zejména fyzice a srovnání s předchozími šetřeními (DP – Tereza Harapesová)

Analýza dat z mezinárodn. rodních výzkumů TIMSS a PISA

Recommend Documents