Univerzita Karlova v Praze. Matematicko-fyzikální fakulta BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Karel Havlíček

Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Karel Havlíček Přírodovědné úlohy výzkumu PISA 2009 – analýza výsledků českých žáků Katedra didaktiky fyziky Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Dana Mandíková, CSc.

Studijní program: Fyzika Studijní obor: Fyzika zaměřená na vzdělávání

Praha 2012

1

2

3

Poděkování Rád bych tímto poděkoval vedoucí bakalářské práce RNDr. Daně Mandíkové, CSc., bez jejíhož trpělivého dozoru by tato práce nevznikla. Její ochota poradit, jak po stránce odborné, tak po stránce formální, byla pro zdárné dokončení této práce klíčová.

4

Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracoval samostatně a výhradně s použitím citovaných pramenů, literatury a dalších odborných zdrojů. Beru na vědomí, že se na moji práci vztahují práva a povinnosti vyplývající ze zákona č. 121/2000 Sb., autorského zákona v platném znění, zejména skutečnost, že Univerzita Karlova v Praze má právo na uzavření licenční smlouvy o užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona.

V Praze dne 25.5.2012

podpis

5

Název práce: Přírodovědné úlohy výzkumu PISA 2009 – analýza výsledků českých žáků Autor: Karel Havlíček Katedra / Ústav: Katedra didaktiky fyziky Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Dana Mandíková, CSc., Katedra didaktiky fyziky Abstrakt: Bakalářská práce se zabývá analýzou výsledků českých žáků v přírodovědné části výzkumu PISA v roce 2009. V úvodu je stručně popsána celková charakteristika výzkumu PISA, jakých metod je použito a co je testováno. V souvislosti s tím je vysvětlen pojem přírodovědná gramotnost a blíže popsány testové úlohy a způsob jejich vyhodnocení. Dále práce obsahuje statistiky výsledků českých žáků z let 2000, 2003, 2006 a 2009. Největší část práce se věnuje analýze výsledků přírodovědné části výzkumu z roku 2009 se zaměřením na otázky s fyzikální tématikou. Cílem této analýzy bylo blíže prozkoumat pokles výsledků českých žáků v roce 2009, v jakých úlohách uspěli nejméně respektive nejvíce a zda mají tyto úlohy něco společného. Součástí práce pak jsou i tři mnou vytvořené úlohy typu PISA. Klíčová slova: PISA, 15letí žáci, přírodovědná gramotnost, vědomosti, kompetence

Title: Science tasks in PISA 2009 research – analysis of Czech pupils’ results Author: Karel Havlíček Department: Department of Physics Education Supervisor: RNDr. Dana Mandíková, CSc., Department of Physics Education Abstract: This bachelor thesis is devoted to analysis of Czech pupils` results in scientific tasks in PISA 2009 research. Basic characteristic of the PISA research and its methods is given in the beginning of this work. The following chapters contain explanation of the term scientific literacy and descriptions of testing questions and methods of their evaluation. Majority of the work focuses on detailed analysis of results of Czech pupils from year 2009 in science with emphasis on physics. Goal of this thesis was to find correlation between test questions in which Czech pupils achieved either worst or best results. This work also contains 3 model testing questions of PISA type of my own creation. Keywords: PISA, 15-year-old pupils, scientific literacy, knowledge, competence

6

Obsah 1.

ZÁKLADNÍ INFORMACE O VÝZKUMU PISA ................................................................... 4 1.1 1.2

2.

PŘÍRODOVĚDNÁ GRAMOTNOST ....................................................................................... 7 2.1

3.

TYPY OTÁZEK .................................................................................................................... 11 ZPŮSOB VYHODNOCOVÁNÍ................................................................................................. 11 PŘEHLED POČTU ÚLOH ....................................................................................................... 12 PŘÍRODOVĚDNÁ ÚLOHA 1 .................................................................................................. 13 PŘÍRODOVĚDNÁ ÚLOHA 2 .................................................................................................. 14

CELKOVÉ VÝSLEDKY ČESKÝCH ŽÁKŮ ........................................................................ 18 4.1 4.2

5.

VYMEZENÍ PŘÍRODOVĚDNÉ GRAMOTNOSTI .......................................................................... 7

PŘÍRODOVĚDNÉ ÚLOHY .................................................................................................... 11 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

4.

POUŽITÉ METODY ................................................................................................................ 5 PREZENTACE VÝSLEDKŮ ...................................................................................................... 5

VÝVOJ VÝSLEDKŮ ČESKÝCH ŽÁKŮ V LETECH 2000 - 2009................................................. 18 VÝSLEDKY V PŘÍRODNÍCH VĚDÁCH V PISE 2009 .............................................................. 20

ANALÝZA VÝSLEDKŮ V KONKRÉTNÍCH ÚLOHÁCH ................................................ 32 VÝSLEDKY VŠECH TYPŮ PŘÍRODOVĚDNÝCH ÚLOH PISA 2009.......................................... 32 ROZDÍLY VE VÝSLEDCÍCH ČESKÝCH ŽÁKU MEZI PISA 2006 A PISA 2009 ......................... 35 VÝSLEDKY ÚLOH PROLÍNAJÍCÍCH SE ROKY 2000 AŽ 2009 .................................................. 37 VÝSLEDKY VYBRANÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH PISA 2009 .................................................. 39 ROZDÍLY VE VÝSLEDCÍCH ČESKÝCH ŽÁKU MEZI PISA 2006 A PISA 2009 U OTÁZEK S FYZIKÁLNÍ TÉMATIKOU ................................................................................................................. 42 5.6 SHRNUTÍ HLAVNÍCH ZJIŠTĚNÍ ............................................................................................. 44 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

6.

AUTORSKÉ ÚLOHY .............................................................................................................. 45 6.1 6.2 6.3

MARS ................................................................................................................................. 47 ZEMĚTŘESENÍ A SEISMICKÉ VLNY ...................................................................................... 52 3D OBRAZ ......................................................................................................................... 59

ZÁVĚR ................................................................................................................................................ 62 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY .............................................................................................. 64 SEZNAM TABULEK ........................................................................................................................ 65 SEZNAM GRAFŮ ............................................................................................................................. 65

Úvod Česká republika se od devadesátých let minulého století zapojuje do dvou velkých mezinárodních výzkumů zjišťujících znalosti a dovednosti žáků v oblasti přírodních věd – TIMSS a PISA. Zapojení České republiky do mezinárodních výzkumů v oblasti měření výsledků vzdělávání umožňuje srovnání výsledků českých žáků s výsledky žáků dalších zemí. Oba zmiňované výzkumy navíc doprovází rozsáhlá dotazníková šetření, která zjišťují faktory ovlivňující získané vědomosti a dovednosti. Prostřednictvím těchto výzkumu má odborná i laická veřejnost také možnost seznámit se s novými trendy v oblasti hodnocení výsledků vzdělávání. Díky tomu, že se oba výzkumy pravidelně opakují, lze sledovat, jak se mění úroveň vědomostí a dovedností českých žáků s ohledem na změny ve školském systému. Tato bakalářská práce se podrobněji zabývá výsledky českých žáků v přírodovědné části výzkumu PISA 2009. Cíle mé práce byly následující: 

Vybrat a uspořádat data k výsledkům českých žáků v přírodovědných úlohách výzkumu PISA 2009.



Doplnit celkový přehled výsledků českých žáků v přírodovědných úlohách v časovém vývoji o výsledky z roku 2009.



Vytvořit přehled výsledků českých žáků z roku 2009 podle vědomostí, kompetencí a kontextu, na které byly úlohy zaměřeny, a podle typu otázek.



Provést podrobnější rozbor celkového poklesu výsledků českých žáků v přírodovědné části výzkumu PISA 2009 oproti roku 2006. Zjistit, zda existuje nějaké spojení mezi úlohami, v nichž čeští žáci dosahují nejslabších respektive nejlepších výsledků. Podrobněji se zaměřit na otázky, v nichž se výsledky českých žáků nejvýrazněji změnily od roku 2006. V této podrobnější analýze se soustředit především na úlohy zaměřené na fyziku a techniku.



Vytvořit a opilotovat tři úlohy stejného typu a zaměření jako jsou úlohy z výzkumu PISA.

2

Struktura práce: V prvních třech kapitolách popisuji výzkum PISA jako takový. Vysvětluji, čím se zabývá, koho a co testuje a jaké využívá metody. Ve čtvrté kapitole se zabývám celkovými výsledky českých žáků v přírodních vědách. Nejprve uvádím vývoj výsledků českých žáků v letech 2000 – 2009. Potom se podrobněji věnuji výsledkům z roku 2009 s ohledem na typy otázek, sledované kompetence, vědomosti, situace a kontext. V kapitole páté je podrobná analýza výsledků u jednotlivých přírodovědných otázek. V poslední kapitole jsou mnou vytvořené úlohy stejného typu, jako jsou úlohy výzkumu PISA.

3

1. Základní informace o výzkumu PISA PISA (Programme for International Student Assessment) je v současné době jedním z nejdůležitějších a nejznámějších výzkumů v oblasti vzdělávání. Tento výzkum je projektem Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD). Do výzkumu bylo v roce 2009 zapojeno všech 34 členských zemí OECD a 31 dalších zemí z celého světa. Hlavním cílem tohoto výzkumu je zjistit, zda si žáci na konci povinné školní docházky osvojili vědomosti a dovednosti, které jsou nezbytné pro úspěšné uplatnění v reálném životě. Testováni jsou patnáctiletí žáci ze všech druhů škol. Sledovány jsou jejich dovednosti a znalosti ve třech různých oblastech a těmi jsou mateřský jazyk (čtenářská gramotnost), matematika (matematická gramotnost) a přírodní vědy (přírodovědná gramotnost). Výzkum probíhá v tříletých cyklech, přičemž každý cyklus věnuje zvýšenou pozornost jedné z uvedených oblastí. V roce 2000 byl výzkum zaměřen především na čtenářskou gramotnost, v roce 2003 na matematickou gramotnost a v roce 2006 na přírodovědnou gramotnost. V roce 2009 byla v centru pozornosti opět čtenářská gramotnost. V následující tabulce 1 je vidět vývoj počtu zúčastněných zemí a počet testovaných žáků v ČR.

Tabulka 1: Počty zúčastněných zemí, českých žáků a škol ve výzkumu PISA

Rok 2000 2003 2006 2009

1

Počet zemí OECD jiné 28 4 30 11 30 27 34 31

Počet žáků ČR1 5343 6316 5927 6049

Počet škol ČR 229 259 244 260

Počet skutečně testovaných žáků v mezinárodním vzorku. Národní vzorek byl v některých

letech navyšován pro účely dalších národních zkoumání a srovnání.

4

1.1 Použité metody Úroveň gramotnosti žáků ve všech sledovaných oblastech je zjišťována prostřednictvím písemného testu, na jehož vyplnění mají žáci dvě hodiny. Tento čas je však pro ohodnocení všech sledovaných vědomostí a dovedností nedostačující. Aby bylo možné prověřit širší spektrum dovedností, aniž by byli žáci příliš vytíženi, je zpravidla testový materiál rozdělen do několika testových sešitů. Žákům je pak přidělen pouze jeden z nich. Například v roce 2000 by testový materiál pokryl celkem sedm hodin čistého času a byl proto rozdělen do devíti sešitů, přičemž každá úloha byla zastoupena v několika z nich. Tímto způsobem je zajištěno, že každá úloha je řešena reprezentativním vzorkem žáků. Všichni testovaní žáci dále vyplňují dotazník, ve kterém odpovídají na otázky týkající se jejich rodinného zázemí, prostředí, ve kterém žijí, jejich názorů a postojů. Součástí žákovského dotazníku jsou také otázky ohledně jejich školy a vyučovacích metod, s nimiž se setkávají. Dotazník mapující situaci v zúčastněných školách dále vyplňují jejich ředitelé a krátký dotazník o výuce čtení vyplňovali v roce 2009 i učitelé českého jazyka.

1.2 Prezentace výsledků Výsledky výzkumu PISA jsou v jednotlivých zemích prezentovány dvěma různými způsoby. Prvním je získaný počet bodů vyjadřujících úspěšnost žáků při řešení testových úloh. Uvádí se jednak průměrné výsledky zemí na třech celkových škálách pro čtenářskou, matematickou a přírodovědnou gramotnost. Pro blíže zkoumanou oblast jsou pak vytvořeny ještě dílčí škály zaměřené na okruhy sledovaných kompetencí a vědomostí. Druhým jsou tzv. úrovně způsobilosti. Žáci jsou rozděleni do šesti úrovní způsobilosti podle dosaženého počtu bodů 2 . Žáci na první úrovni způsobilosti dosahují nejnižších výsledků a ovládají pouze nejjednodušší kompetence, šestá

2

Podrobné vymezení toho, co by měli žáci na jednotlivých úrovních umět, lze nalézt

pro oblast čtení v [2], pro matematiku v [3] a pro přírodní vědy v [4].

5

úroveň odpovídá nejlepším výsledkům a nejsložitějším kompetencím. Za základní úroveň je v rámci výzkumu PISA stanovena úroveň druhá. Žáci, kteří této úrovně nedosáhnou, mohou mít problémy v dalším studiu a s uplatněním na trhu práce.

6

2. Přírodovědná gramotnost 2.1 Vymezení přírodovědné gramotnosti Názory na to, jaké přírodovědné vzdělání by měla škola žákům poskytnout, se s časem a vývojem vzdělávání a společnosti mění. Podle současných názorů žáci nemusí umět velké množství přírodovědných pojmů a poznatků zpaměti. Měli by však ovládat pojmy základní a měli by je být schopni nejen reprodukovat, ale hlavně použít. Důraz je tedy kladen na schopnosti, jako je porozumění důležitým pojmům, rozeznávání osobních názorů od fakty podložených tvrzení, pochopení a osvojení metodiky získávání důkazů pro podporu vědeckých tvrzení a v neposlední řadě porozumění limitů vědy. Pro potřeby výzkumu PISA byla definice přírodovědné gramotnosti stanovena takto: „Přírodovědná gramotnost je schopnost využívat přírodovědné vědomosti, klást otázky a z daných skutečností vyvozovat závěry, které vedou k porozumění světu přírody a pomáhají v rozhodování o něm a o změnách působených lidskou činností.“ ([1], str.7) Za čtyři hlavní složky přírodovědné gramotnosti jsou v rámci výzkumu PISA považovány: a) Vědomosti z přírodních věd a o přírodních vědách. b) Kompetence, které by měli žáci ovládat. c) Kontext, ve kterém se žáci s přírodovědnými problémy setkávají. d) Postoje žáků k přírodním vědám.

7

Vztahy mezi jednotlivými složkami jsou graficky znázorněny na následujícím schématu ([1], str.8).

Kontext životní situace obsahující prvky přírodních věd a techniky

2.1.1

Kompetence  rozpoznávání přírodovědných otázek  vysvětlování jevů pomocí přírodních věd  používání vědeckých důkazů

Vědomosti  vědomosti z přírodních věd (o světě přírody)  vědomosti o přírodních vědách (o vědě samotné)

Postoje reakce na přírodovědná témata  zájem  uznání hodnoty vědeckého výzkumu  odpovědnost

Přírodovědné vědomosti Přírodovědné vědomosti jsou děleny na vědomosti z přírodních věd a

vědomosti o přírodních vědách. Testované vědomosti z přírodních věd byly vybírány z následujících oblastí: a) neživé systémy (struktura a vlastnosti hmoty, chemické změny, pohyb a síla, energie a její přeměny, vzájemné působení energie a hmoty) b) živé systémy (buňky, člověk, populace, ekosystémy, biosféra) c) systémy Země a vesmíru (struktura systémů Země, energie a změny v systémech Země, historie Země, Země ve vesmíru) d) technické systémy (role techniky, vztah mezi vědou a technikou, důležité principy) Vědomosti o přírodních vědách byly rozřazeny do dvou následujících kategorií: a) vědecký výzkum (vědecké postupy, experiment, měření, práce s daty) b) vědecká vysvětlení (ověření hypotéz, závěry, důkazy, vysvětlení)

8

2.1.2

Kompetence V rámci výzkumu PISA je důraz kladen na tři následující kompetence:

a) rozpoznávání přírodovědných otázek b) vysvětlování jevů pomocí přírodních věd c) používání vědeckých důkazů Rozpoznáváním přírodovědných otázek rozumíme schopnost rozhodovat, zda lze v dané situaci zodpovědět otázku na základě přírodních věd. Do této kompetence jsou také zařazovány schopnosti určit klíčová slova, podle kterých lze vyhledat informace k danému tématu, určení proměnných, které je třeba měnit respektive zachovat konstantní pro prozkoumání určitého jevu, uvědomění si, jakých dodatečných informací je pro daný úkol potřeba. Kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd žáci prokáží aplikací příslušných vědomostí z přírodních věd pro interpretování jevů, rozpoznávání odpovídajících vysvětlení či popisů pro danou situaci a předpovídání změn. Kompetence používání vědecký důkazů po žácích požaduje, aby byli schopni argumentovat a vyvozovat závěry na základě předložených dat, aby dokázali vybrat vhodný závěr z několika možností a úspěšně určili, o jaké předpoklady se tento závěr opírá. 2.1.3

Kontext a situace

Kontextem úlohy je myšleno její specifické umístění v rámci situace. V rámci tohoto výzkumu jsou rozeznávány následující kontexty: a) zdraví (prevence, úrazy, výživa, přenos nemocí atd.) b) přírodní zdroje (spotřeba materiálů a energie, obnovitelné a neobnovitelné zdroje, populační růst atd.) c) životní prostředí (ekologicky uvědomělé chování, likvidace odpadů, trvalá udržitelnost atd.) d) rizika (přírodní nebo způsobená lidskou činností, zemětřesení, změna klimatu, pobřežní eroze atd.)

9

e) hranice vědy a techniky (nové materiály, zařízení a postupy, výzkum kosmu, původ a struktura vesmíru atd.) Situací rozumíme část žákova života, do níž je otázka zasazena. Dělíme je na: a) situace osobní (osobní život, rodina, vrstevníci) b) situace sociální (obec, společnost obecně) c) situace globální (celosvětové měřítko) 2.1.4

Postoje Nedílnou součástí výuky přírodních věd je i motivování žáků k zájmu o

přírodovědnou tématiku. Jejich postoje k těmto tématům jsou proto brány jako součást přírodovědné gramotnosti. Žáci nejsou v testech hodnoceni podle svých postojů, avšak v roce 2006 byly součástí některých úloh otázky zjišťující jejich postoje. Tyto otázky byly v sešitech odlišeny šedým podbarvením. Výzkum PISA 2006 zkoumal v rámci své přírodovědné části postoje žáků v oblastech: a) zájem o přírodní vědy b) uznání hodnoty vědeckého výzkumu c) odpovědnost vůči zdrojům a životním prostředím

10

3. Přírodovědné úlohy Typické úlohy výzkumu PISA tvoří větší komplex otázek, které zkoumají jedno určité téma. Na začátku úloh je obvykle více či méně rozsáhlý text, graf, obrázek nebo jiný písemný materiál, ke kterému se otázky vztahují. Tyto materiály slouží buď k tomu, aby žáky uvedly do daného tématu nebo aby jim poskytly informace, které jsou potřeba k zodpovězení otázek. Často se doplňující materiály objevují i mezi jednotlivými otázkami dané úlohy. Žákovi je tím, že déle pracuje s jedním tématem, umožněno se do něj hlouběji ponořit a porozumět mu.

3.1 Typy otázek V úlohách se objevují otázky čtyř typů: a) Otázky s výběrem odpovědí – Žáci vybírají právě jednu z několika nabídnutých možností. b) Komplexní otázky s výběrem odpovědi - Žáci vybírají jednu z odpovědí Ano/Ne v souboru minimálně dvou otázek. c) Uzavřené otázky s tvorbou odpovědi - Žáci vytvářejí vlastní odpověď, jedná se však o odpověď vyjádřenou jedním či několika slovy (uvedení výsledku výpočtu, dokreslení symbolu do obrázku apod.). d) Otevřené otázky s tvorbou odpovědi - Žáci odpovídají vlastními slovy, jedná se o odpověď rozsáhlejší (zdůvodnění, jak dospěli ke svému závěru, uvedení argumentů podporujících správnost či nesprávnost určitého tvrzení apod.)

3.2 Způsob vyhodnocování odpovědí V případě otázek s výběrem odpovědi, komplexních otázek s výběrem odpovědi a některých uzavřených otázek s tvorbou odpovědi je možno odpovědi přímo vkládat do programu na zpracování dat (zaznamenává se, jakou žák vybral odpověď nebo zda byla správná). V případě otevřených a některých uzavřených otázek s tvorbou odpovědi je nutno odpovědi žáků odborně vyhodnotit.

11

Vyhodnocení těchto otázek probíhá tak, že vyškolení pracovníci přiřazují odpovědím žáků číselné kódy podle připraveného návodu (Codebooku). V něm jsou odpovědi rozděleny na úplné, částečné a nevyhovující. U každé otázky je pak podrobně rozepsáno, co musí odpověď obsahovat, popřípadě jakým způsobem má být napsána, aby byla vyhodnocena jako úplná (respektive částečná či nevyhovující). 

Kódy 2,1 jsou vyhrazeny pro odpovědi úplné nebo částečné, přičemž vyšší hodnota odpovídá vyšší správnosti odpovědi.



Kód 0 je dáván odpovědím, kdy se žák pokusil odpovědět na otázku, ale jeho odpověď nemůže být uznána ani jako částečná nebo v případech, kdy je evidentní, že nepochopil text či položenou otázku.



Kód 9 přísluší situaci, kdy se žák o odpověď ani nepokusil.

Ač by tento způsob hodnocení měl snižovat míru jeho subjektivity na minimum, v některých případech se opravující musí rozhodnout, kde začínají hranice jednotlivých typů odpovědí. Ve sporných případech je odpovědi vždy přiřazen kód, který je pro žáka výhodnější.

3.3 Přehled počtu úloh V tabulce 2 je vidět přehled počtu použitých úloh a otázek v testech přírodovědné gramotnosti z let 2000 až 2009. Z tabulky je patrné, že otázky byly používány opakovaně a v roce 2009 nepřibyla žádná nová přírodovědná otázka. Tři úlohy se prolínají všemi devíti lety výzkumu a je na nich možno pozorovat vývoj výsledků. Tabulka 2: Přehled počtu úloh a otázek v testech přírodovědné gramotnosti

rok

2000 2003 2006 2009

počet počet úloh otázek 13 13 37 18

35 35 108 53

z toho z roku 2000

z toho z roku 2003

z toho z roku 2006

počet úloh

počet otázek

počet úloh

počet otázek

počet úloh

počet otázek

10 6 3

25 14 6

8 4

22 10

18

53

12

Pro představu o charakteru přírodovědných úloh používaných ve výzkumu uvádím ukázku dvou uvolněných úloh.3

3.4 Přírodovědná úloha 1

ULTRAZVUK V mnoha zemích je možné zobrazit plod (vyvíjející se dítě) ultrazvukovým snímáním (echografie). Ultrazvuk je považován za bezpečný pro matku i dítě.

Lékařka drží sondu a pohybuje s ní po břiše matky. Ultrazvukové vlny se přenášejí do břicha. Uvnitř břicha se odrážejí od povrchu plodu. Takto odražené vlny zachycuje opět sonda a předává je do přístroje, který vytvoří obraz.

Otázka 1: ULTRAZVUK Aby mohl ultrazvukový přístroj vytvořit obraz, potřebuje spočítat vzdálenost mezi plodem a sondou. Ultrazvukové vlny se v břiše pohybují rychlostí 1540 m/s. Jaké měření musí přístroj provést, aby mohl spočítat vzdálenost?

Otázka 2: ULTRAZVUK Obraz plodu lze získat také pomocí rentgenových paprsků. Ženám se však doporučuje, aby se během těhotenství rentgenování břicha vyhýbaly. Proč by se měly ženy během těhotenství vyhýbat rentgenování břicha?

Otázka 3: ULTRAZVUK Může dát ultrazvukové vyšetření nastávajících matek odpověď na následující otázky? V každém řádku zakroužkuj „Ano“ nebo „Ne“.

3

Další uvolněné úlohy naleznete např. v publikaci [1].

13

Může dát ultrazvukové vyšetření odpověď na tuto otázku?

Ano nebo ne?

Je v břiše více než jedno dítě?

Ano / Ne

Jaké je pohlaví dítěte?

Ano / Ne

Jakou barvu mají oči dítěte?

Ano / Ne

Má dítě správnou velikost?

Ano / Ne

3.5 Přírodovědná úloha 2

VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Větrná energie je obecně považována za zdroj energie, který může nahradit výrobu elektřiny spalováním uhlí a ropy. Stavby na obrázku jsou větrné elektrárny, jejichž lopatkami otáčí vítr. Lopatky roztáčejí generátory, které vyrábějí elektřinu.

Otázka 1: VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY

Leden

Prosinec Prosinec

Prosinec

Leden

0

Rychlost větru

Prosinec

D.

Leden

Rychlost větru

0

Rychlost větru

0

C.

B.

Leden

A.

Rychlost větru

Grafy zobrazují průměrnou rychlost větru během roku na čtyřech různých místech. Který z následujících grafů znázorňuje nejvhodnější místo pro stavbu větrné elektrárny?

0

14

Otázka 2: VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Čím je vítr silnější, tím rychleji se otáčejí lopatky a tím více elektrické energie se vyrobí. V praxi však mezi rychlostí větru a elektrickým výkonem není přímá souvislost. Provoz větrných elektráren se v praxi řídí těmito čtyřmi podmínkami: 

Lopatky se začnou otáčet, když rychlost větru dosáhne hodnoty v1.



Když je rychlost větru vyšší než v2, otáčky lopatek se z bezpečnostních důvodů nebudou zvyšovat.



Elektrický výkon dosáhne maxima (W), když se rychlost větru rovná v2.



Když rychlost větru dosáhne hodnoty v3, lopatky se přestanou otáčet.

Který z následujících grafů nejlépe vyjadřuje vztah mezi rychlostí větru a elektrickým výkonem za uvedených provozních podmínek?

B.

0

v1

v2

v3

W

0

Elektrický výkon

W

0

Elektrický výkon

A.

0

v1

0

v1

Rychlost větru

D.

v1

v2

v3

W

0

0

Elektrický výkon

W

0

Elektrický výkon

C.

v2 v3 Rychlost větru

Rychlost větru

v2

v3

Rychlost větru

Otázka 3: VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Čím vyšší je nadmořská výška, tím pomaleji se při stejné rychlosti větru lopatky otáčejí. Které z následujících zdůvodnění nejlépe vysvětluje, proč se při stejné rychlosti větru lopatky větrných elektráren, které jsou na vyšších místech, otáčejí pomaleji? A B C D

S rostoucí nadmořskou výškou má vzduch menší hustotu. S rostoucí nadmořskou výškou klesá teplota. S rostoucí nadmořskou výškou se zmenšuje gravitace. S rostoucí nadmořskou výškou častěji prší.

15

Otázka 4: VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Napiš jednu konkrétní výhodu a jednu konkrétní nevýhodu výroby energie ve větrných elektrárnách ve srovnání s výrobou energie, při které se využívají fosilní paliva jako uhlí a ropa. Výhoda .................................................................................................................... ................................................................................................................................ Nevýhoda ................................................................................................................ ................................................................................................................................

Pro ilustraci uvádím pokyny pro hodnocení (Codebook) otázky 4.

HODNOCENÍ OTÁZKY 4 Úplná odpověď Kód 2: Je uvedena jedna výhoda a jedna nevýhoda. Výhody:      

Nevypouštějí oxid uhličitý (CO2). Nespotřebovávají fosilní paliva. Zdroj větru se nevypotřebuje. Poté, co se postaví větrný generátor, je již výroba elektrické energie levná. Není žádný odpad a/nebo se nevypouštějí žádné jedovaté látky. Využívá přírodní síly neboli je to čistá energie. Nevýhody:

        

Není možné vyrábět podle poptávky. (Protože rychlost větru se nedá ovládat.) Pro větrné elektrárny jsou vhodná jen některá místa. Příliš silný vítr může větrné elektrárny poškodit. Jedna větrná elektrárna vyrobí relativně malé množství energie. Někdy jsou hlučné. Někdy mohou rušit elektromagnetické vlny (např. televizní vlny). Někdy umírají ptáci, když narazí do rotorů. Mění se přirozený vzhled krajiny. Je drahé je postavit a udržovat.

16

Částečná odpověď Kód 1: Je správně uvedena buď výhoda, nebo nevýhoda (viz příklady u úplné odpovědi), ale ne obě. Nevyhovující odpověď Kód 0: Není správně uvedena ani výhoda ani nevýhoda.  Dobré pro životní prostředí nebo přírodu. [Tato odpověď je všeobecně platným tvrzením.]  Špatné pro životní prostředí nebo přírodu.  Postavit větrnou elektrárnu stojí méně peněz než postavit elektrárnu na fosilní paliva. [Žák ignoruje skutečnost, že k tomu, aby se vyrobilo stejné množství energie jako v elektrárně na fosilní paliva, je potřeba mnoho větrných elektráren.] Kód 9: nezodpovězeno

17

4. Celkové výsledky českých žáků4 4.1 Vývoj výsledků českých žáků v letech 2000 - 2009 Čeští žáci dosáhli v letech 2000, 2003 a 2006 v testu přírodovědné gramotnosti nadprůměrných výsledků. Statisticky významně lepších výsledků dosáhlo v roce 2000 pouze sedm zemí a v roce 2003 už jen dvě země. Od roku 2000 do roku 2003 se výsledky našich žáků významně zlepšily. Ke zlepšení došlo především u dobrých žáků, což mělo za následek zvětšení rozdílu mezi nimi a slabšími žáky. V roce 2006 bylo statisticky významně lepších devět zemí a zároveň se Česká republika zařadila mezi země s nadprůměrným rozdílem mezi lepšími a slabšími žáky. V roce 2006 byly přírodní vědy hlavní sledovanou oblastí. Byly proto vytvořeny i dílčí škály pro sledované kompetence a vědomosti, které umožnily detailnější srovnání výsledků. Porovnáním výsledků na dílčích škálách s celkovým výsledkem v přírodovědném testu lze u žáků určit, ve kterých dílčích oblastech jsou více nebo méně úspěšní. Co se týče kompetencí, byli čeští žáci v roce 2006 více úspěšní na škále vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a méně úspěšní na škále rozpoznávání přírodovědných otázek. Obdobných výsledků dosáhli i žáci Maďarska, Slovenska, Estonska, Polska a Litvy. Výsledky českých a slovenských žáků byly navíc výrazně horší i na škále používání vědeckých důkazů. V oblasti vědomostí, byly výsledky našich žáků podstatně horší na škále vědomostí o přírodních vědách (vědecké postupy) v porovnání s výsledky na škále vědomosti z přírodních věd (znalost obsahu). Šlo o největší rozdíl ze všech zemí OECD. Druhý a třetí největší rozdíl byl shledán v Maďarsku a na Slovensku. Maďarsko a Česká republika byly dvě země OECD s nejlepším relativním výsledkem na vědomostní škále neživé systémy (fyzika, chemie).

4

Zpracováno podle [5]

18

Ve výzkumu PISA 2009 čeští žáci poprvé klesli do oblasti průměru. Srovnatelných výsledku dosáhli z okolních zemí žáci Maďarska. Statisticky významně lepších bylo již 19 zemí. Od roku 2006 se výsledek českých žáků významně zhoršil. Jednalo se o největší propad z 56 zemí, které se obou cyklů zúčastnily. Ruku v ruce s propadem celkových výsledků se zvětšil (z 15,5 % na 17,3 %) i podíl českých žáků, kteří nedosáhli druhé, základní, úrovně způsobilosti. Zároveň pokleslo zastoupení českých žáků ve dvou nejvyšších úrovních (z 11,6 % na 8,4 %). Tabulka 3 je přehledem výsledků našich žáků za roky 2000 – 2009. Hodnoty průměru ČR a OECD jsou průměry žáky dosažených bodů. Tabulka 3: Přehled výsledků PISA 2000 – 2009 v oblasti přírodních věd

Rok

Průměr Průměr ČR OECD

511 523 513 500

2000 2003 2006 2009

500 496 500 501

Počet zemí

Pořadí ČR

32 41 57 65

11 9 15 24

Počet zemí s významně lepším výsledkem 7 2 9 19

Počet zemí se srovnatelným výsledkem 7 10 10 12

Následující tabulka 4 uvádí výsledky českých žáků, kteří jsou na konci základního vzdělání,5 v dosud realizovaných mezinárodních výzkumech matematického a přírodovědného vzdělávání. Srovnávány jsou pouze země OECD. V tabulce jsou výsledky ve formátu: Pořadí českých žáků / počet zúčastněných zemí. Tabulka 4: Umístění ČR v mezinárodních výzkumech (srovnání se zeměmi OECD) pořadí/počet zúčastněných zemí

matematika přírodní vědy

5

TIMSS TIMSS 1995 1999 3/24 10/15 1/24 6/15

PISA 2000 17/27 11/27

PISA 2003 10/29 6/29

PISA 2006 11/30 10/30

V TIMSSU se jedná o žáky 8. ročníků, v PISE o patnáctileté žáky.

19

TIMSS 2007 6/12 5/12

PISA 2009 22/34 19/34

4.2 Výsledky v přírodních vědách v PISE 20096 Průměrná úspěšnost českých žáků v přírodovědných úlohách byla 54,4 %, přičemž průměr žáků zemí OECD byl 52,9 %. Nejlepších výsledků dosáhli již tradičně žáci Finska a žáci asijských zemí. Rovněž žáci Kanady, Austrálie a Nového Zélandu se pravidelně umísťují na předních příčkách. Ještě v roce 2003 s nimi byly výsledky českých žáků srovnatelné, ale už v roce 2006 se jim výsledky našich žáků významně vzdálily. Ze sousedních zemí dosáhli v roce 2009 významně lepších výsledků žáci Německa a Polska. Polští žáci byli přitom ve všech předchozích šetřeních významně horší než čeští žáci, avšak v roce 2009 se jejich výsledky výrazně zlepšily. Postupně se od roku 2000 zlepšují i němečtí žáci. V pořadí všech zemí se před ČR umístily ještě Shangai (1.), Hong Kong (3.), Singapur (4.), čínský Tchaj-pej (12.), Lichtenštejnsko (14.) a Macao v Číně (18.). Na následující straně jsou v tabulce 5 uvedeny výsledky zemí OECD z roku 2009. Seřazeny jsou podle průměrného počtu bodů získaného žáky dané země. 4.2.1

Výsledky chlapců a dívek Chlapci a dívky dosahují v zemích OECD, pokud jde o přírodní vědy, velmi

podobných výsledků. Rozdíly ve výsledcích jsou všeobecně malé ve srovnání s rozdíly ve výsledcích z oblastí matematiky a čtenářské gramotnosti. Chlapci dosáhli v zemích OECD průměrné úspěšnosti 53,4 % a dívky 52,5 %. Rozdíl ve výsledcích chlapců a dívek byl statisticky nevýznamný i v České republice. (České dívky měly výsledek nepatrně lepší (54,8 %) než chlapci (54,1 %).) Podobně tomu bylo i v okolních zemích – Maďarsku, Polsku a na Slovensku. Významně lepšího výsledku dosáhly dívky ve Finsku a Japonsku. Naproti tomu v Německu dosáhli významně lepšího výsledku chlapci. Výsledky českých chlapců a dívek v přírodovědných testech se významně nelišily ani v minulých šetřeních. Mírně lepších výsledků dosahovali chlapci. Ti se ale od roku 2006 zhoršili více než dívky. Tento trend potvrzují jak výsledky PISA 2009, tak výzkum TIMSS 2007.

6

Tabulky a grafy byly zpracovány na základě dat zveřejněných mezinárodním centrem PISA a dat zpracovaných statistiky bývalého Ústavu pro informace ve vzdělávání pod vedením Jana Hučína.

20

Tabulka 5:Průměrné výsledky zemí OECD 2009

Země

Průměr

Finsko

554

▲ USA

502

Japonsko

539

▲ Česká Republika

500

Korejská republika

538

▲ Norsko

500

●

Nový Zéland

532

▲ Dánsko

499

●

Kanada

529

▲ Francie

498

●

Estonsko

528

▲ Island

496

●

Austrálie

527

▲ Švédsko

495

●

Nizozemsko

522

▲ Rakousko

494

●

Německo

520

▲ Portugalsko

493

●

Lichtenštejnsko

520

▲ Slovensko

490

▼

Švýcarsko

517

▲ Itálie

489

▼

Velká Británie

514

▲ Španělsko

488

▼

Slovinsko

512

▲ Lucembursko

484

▼

Polsko

508

▲ Řecko

470

▼

Irsko

508

●

Turecko

454

▼

Belgie

507

●

Chile

447

▼

Maďarsko

503

●

Mexiko

416

▼

Průměrný výsledek země:

Země

Průměr

Průměrný výsledek země:

▲ statisticky významně lepší než ČR

nad průměrem OECD

● statisticky se významně neliší pod průměrem OECD

▼ statisticky významně horší než ČR

21

●

4.2.2

Výsledky podle typu otázek V tabulce 6 je uvedeno zastoupení jednotlivých typů otázek (viz kapitola 3.1)

v přírodovědné části testu PISA 2009. Graf 1 zachycuje průměrné úspěšnosti žáků v otázkách jednotlivého typu. Uvedeny jsou průměrné výsledky zemí OECD a výsledky tří vybraných zemí. Finsko a Japonsko uvádím jako země s tradičně nejlepšími výsledky. Německo slouží jako příklad země, s níž jsme měli v minulých letech srovnatelné výsledky. Tabulka 6: Zastoupení typů otázek PISA 2009

typ otázky počet rok otázek

2009

53

s výběrem odpovědi počet 18

% 34

komplexní s výběrem odpovědi počet 17

% 32

uzavřená s tvorbou odpovědi počet 1

% 2

otevřená s tvorbou odpovědi počet 17

% 32

Graf 1: Průměrná úspěšnost podle typu otázky

Graf 1: Průměrná úspěšnost podle typu otázky 75 70 65 60

s výběrem odpovědi

% 55

komplexní s výběrem odpovědi

50

uzavřená s tvorbou odpovědi

45

otevřená s tvorbou odpovědi

40 35 ČR

OECD

Finsko

Japonsko

22

Německo

Dle očekávání dosáhli čeští žáci nejlepších výsledků v otázkách s výběrem odpovědi a hned poté v komplexních otázkách s výběrem odpovědi. Otázky vyžadující tvorbu vlastní odpovědi měly úspěšnost významně menší. Podobné rozdíly v úspěšnostech podle typů otázek můžeme najít i u žáků v Polsku, Maďarsku a na Slovensku. Podobný trend můžeme vidět i na výsledcích Finska, Japonska a Německa, ale rozdíly v úspěšnostech těchto dvou skupin řešených otázek nejsou tak velké. Z výzkumu TIMSS 2007 vyplývá, že se čeští žáci často do řešení otevřených úloh vůbec nepouštějí. Toto potvrzuje i šetření výzkumu PISA 2009. Prvních 16 nejvíce neřešených otázek bylo s tvorbou odpovědi. Patnáct z nich neřešilo více jak 10 % českých žáků, devět pak přes 20 % českých žáků. Zatímco v zemích OECD se do řešení otázek s tvorbou odpovědi v průměru nepustilo 9,9 % žáků, v České republice tento průměr činí 19,4 % žáků. U otázek s výběrem odpovědi jsou tato procenta žáků, kteří úlohu neřešili, významně nižší (3,3 % pro české žáky a 2,3 % pro žáky zemí OECD). Z devíti otázek, které neřešilo přes pětinu našich žáků, bylo šest zaměřených na vědecká vysvětlení a tři byly z oblasti živých systémů. Nejčastěji neřešená otázka se týkala podmínek provádění experimentu. V dalších šlo např. o argumentaci na základě dat uvedených v tabulce.

23

4.2.3

Výsledky podle sledované kompetence V tabulce 7 je uvedeno zastoupení jednotlivých otázek podle sledovaných

kompetencí (viz kapitola 2.1.2) v přírodovědné části testu PISA 2009. Graf 2 zachycuje průměrné úspěšnosti žáků v otázkách podle sledovaných kompetencí. Tabulka 7: Zastoupení otázek podle kompetence

Kompetence rok

2009

počet otázek

53

vysvětlování jevů pomocí přírodních věd

rozpoznávání přírodovědných otázek

používání vědeckých důkazů

počet

%

počet

%

počet

%

22

41

13

25

18

34

Graf 2: Průměrná úspěšnost podle sledované kompetence

Graf 2: Průměrná úspěšnost podle sledované kompetence 68 66 64 62

vysvětlování jevů pomocí přírodních věd

60

rozpoznávání přírodovědných otázek

% 58

používání vědeckých důkazů

56 54 52 50 ČR

OECD

Finsko

Německo

Polsko

Maďarsko

Rozdíl v průměrné úspěšnosti českých žáků v otázkách zaměřených na vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a v otázkách zaměřených na rozpoznávání přírodovědných otázek je nevýznamný. Za významný lze již považovat rozdíl

24

v průměrné úspěšnosti ve výše uvedených dvou typech otázek a v otázkách zaměřených na používání vědeckých důkazů, ve kterých si čeští žáci vedli nejhůře. Zajímavé je, že nejlepšího výsledku dosáhli čeští žáci ve vysvětlování jevů pomocí přírodních věd, přičemž žáci zemí OECD byli v průměru v tomto typu otázek naopak nejméně úspěšní. Rozdíl ve prospěch českých žáků je zde významný. V otázkách se sledovanou kompetencí rozpoznávání přírodovědných otázek dosáhli čeští žáci výsledků téměř totožných s průměrem všech zemí OECD, nevýznamný je i rozdíl v průměrné úspěšnosti v otázkách se sledovanou kompetencí používání vědeckých důkazů. Maďarští žáci byli podobně jako naši žáci nejúspěšnější ve vysvětlování jevů pomocí přírodních věd, zatímco polští žáci v používání vědeckých důkazů. V této kompetenci výrazně vynikají žáci Finska. Rovněž žáci Německa zde byli ze sledovaných kompetencí nejúspěšnější. Průběh úspěšností podle kompetencí je ve výsledcích německých žáků přesně opačný než u českých žáků. Stejně je tomu i u japonských žáků. Srovnáme-li výsledky českých chlapců a dívek v letech 2006 a 2009, zjistíme, že v obou letech měly české dívky významně lepší výsledky než chlapci na kompetenční škále rozpoznávání přírodovědných otázek. V roce 2009 byly výsledky dívek v průměru o 2,7 % lepší. Naopak čeští chlapci byli lepší než dívky ve vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. V roce 2006 tento rozdíl patřil mezi zúčastněnými zeměmi k největším. V roce 2009 byli chlapci v této kompetenci lepší už jen o 1,6 % a rozdíl nebyl významný. Na škále používání vědeckých důkazů se výsledky českých chlapců a dívek v roce 2006 nelišily, v roce 2009 byly dívky v průměru o 2,0 % lepší, což je na hranici statistické významnosti. Obdobná situace je i v průměru žáků zemí OECD, jen v používání vědeckých důkazů byli chlapci v roce 2009 o něco málo lepší (o 0,9 %).

25

Výsledky podle sledované oblasti

4.2.4

V tabulce 8 je uvedeno zastoupení jednotlivých otázek podle sledovaných oblastí (podle vyžadovaných vědomostí viz kapitola 2.1.1) v přírodovědné části testu PISA 2009. Graf 3 zachycuje průměrné úspěšnosti žáku v otázkách podle sledovaných oblastí. Tabulka 8: Zastoupení otázek podle oblasti vědomosti o přírodních vědách

vědomosti z přírodních věd rok

2009

počet otázek

53

neživé systémy

živé systémy

systémy Země a vesmíru

technické systémy

vědecký výzkum

vědecká vysvětlení

počet

%

počet

%

počet

%

počet

%

počet

%

počet

%

6

11

9

17

7

13

4

8

13

25

14

26

Graf 3: Průměrná úspěšnost podle vědomostí z přírodních věd a o přírodních vědách

Graf 3: Průměrná úspěšnost podle vědomostí z přírodních věd a o přírodních vědách 66 64 62 60 Z přír. věd

% 58

O přír. vědách

56 54 52 50 ČR

OECD

Finsko

Japonsko

Německo

Polsko

Maďarsko

Čeští žáci jsou významně úspěšnější v otázkách zaměřených na znalosti z přírodních věd, tedy znalosti obsahu, než v otázkách o přírodních vědách. Druhé jmenované jsou otázky metodické, zaměřené např. na vytváření hypotéz, využívání různých výzkumných metod a interpretace dat. Podobně tomu bylo i v šetření v roce 26

2006. Toto zjištění je vcelku pochopitelné. S úlohami a otázkami tohoto typu se totiž čeští žáci ve škole ani v učebnicích či sbírkách úloh příliš nesetkávají. Srovnáme-li výsledky některých dalších zemí, zjistíme, že podobných výsledků dosahují žáci Maďarska. V Polsku a Finsku je pak rozdíl úspěšnosti mezi oběma typy otázek nižší. Ještě vyrovnanější výsledek měli žáci v Japonsku a zejména v Německu, kde je rozdíl již nevýznamný. Průměrnou úspěšnost podle jednotlivých oblastí pro české žáky a žáky zemí OECD zachycuje graf 4. Čerchované čáry značí průměr ČR a průměr OECD v celém přírodovědném testu. Graf 4: Průměrná úspěšnost podle oblasti

Graf 4: Průměrná úspěšnost podle oblasti 80 70 60 50 %40

30 20 10 0 Neživé systémy

Živé systémy

ČR

Systémy Země a vesmíru

Technické systémy

Průměr ČR

OECD

27

Vědecký výzkum

Vědecká vysvětlení

Průměr OECD

Čeští žáci si nejhůře vedli v otázkách zaměřených na znalosti z oblasti živé přírody. Výsledky z této oblasti byly dokonce významně horší než v obou oblastech týkajících se znalostí o přírodních vědách. Podobně tomu bylo z okolních zemí i v Polsku, Maďarsku, Německu a na Slovensku. Ve Finsku a Japonsku měly otázky z této oblasti také nejnižší úspěšnost. Naopak nejvyšší úspěšnost měli čeští žáci v otázkách z oblasti technické systémy. Tyto otázky ale byly pouze čtyři. Poměrně dobrých výsledků dosáhli i v otázkách z neživé přírody, průměrná úspěšnost zde byla významně vyšší než v ostatních oblastech s výjimkou technických systémů. V průměru žáků zemí OECD byl průběh úspěšnosti obdobný. V roce 2006 měla ČR spolu s Maďarskem nejlepší relativní výsledek ze zemí OECD v oblasti neživé systémy. V oblasti živé systémy dosáhli tehdy čeští žáci výsledku lepšího, než byl průměr za celý přírodovědný test a výsledek byl podobný jako v oblasti systémy Země a vesmíru. Ovšem v obou oblastech z vědomostí o přírodních vědách měli v roce 2006 čeští žáci výrazně horší relativní výsledek. Čeští chlapci byli v roce 2009 významně lepší než české dívky v oblasti neživé systémy (65,1 % oproti 60,3 %). Tato situace panovala již v roce 2006. Tehdy jsme spolu s Rakouskem, Maďarskem a Slovenskem patřili k zemím s největším rozdílem ve výsledcích chlapců a dívek. Mírně lepších výsledků (57,4 % oproti 56,4 %) dosáhli čeští chlapci v roce 2009 v oblasti systémy Země a vesmíru. V roce 2006 byl v ČR v této oblasti největší rozdíl ve prospěch chlapců ze všech zemí. V oblasti živé systémy i technické systémy byly výsledky chlapců a dívek vyrovnané, a to v obou šetřeních.

28

4.2.5

Výsledky podle situací a kontextu V tabulkách 9 a 10 jsou uvedena zastoupení jednotlivých otázek podle situací

a kontextu (viz kapitola 2.1.3) v přírodovědné části testu PISA 2009. Graf 5 zachycuje průměrné úspěšnosti českých žáků, žáků zemí OECD a žáků Finska a Japonska podle situací, na které byly otázky zaměřeny. Průměrné úspěšnosti žáků Polska, Maďarska i Německa měly obdobný trend jako v případě žáků ČR. Tabulka 9: Zastoupení otázek podle situace

sociální

osobní

globální

rok

počet otázek

počet

%

počet

%

počet

%

2009

53

30

57

12

22

11

21

Tabulka 10: Zastoupení otázek podle kontextu

počet rok otázek 2009

53

životní prostředí

zdraví

hranice vědy a techniky

rizika

počet

%

počet

%

počet

%

počet

10

19

9

17

12

22

8

přírodní zdroje

jiné

% počet % počet % 15

11

21

3

Graf 5: Průměrná úspěšnost podle situace

Graf 5: Průměrná úspěšnost podle situace 70

65

60

osobní sociální

%

globální

55

50

45 ČR

OECD

Finsko

29

Japonsko

6

Čeští žáci dosáhli nejlepšího výsledku v otázkách s osobní situací, průměrná úspěšnost byla významně lepší než ve zbývajících dvou kategoriích i než průměrná úspěšnost v zemích OECD. Významně lepší než průměr zemí OECD byl i jejich výsledek v otázkách se sociální situací. Naopak výsledek významně horší než průměr zemí OECD měli čeští žáci v otázkách s globální situací. V těchto otázkách byli významně lepší čeští chlapci než české dívky (úspěšnost 48,9 % oproti 46,0 % u dívek). České dívky byly naproti tomu lepší než čeští chlapci v otázkách s osobní situací (úspěšnost 62,0 % oproti 59,8% u chlapců, na hranici významnosti). V otázkách se sociální tématikou byl výsledek českých dívek a chlapců srovnatelný. Průměrná úspěšnost českých žáků a žáků zemí OECD podle kontextu, do kterého byly otázky zasazeny, je uvedena v grafu 6. Graf 6: Průměrná úspěšnost podle kontextu

Graf 6: Průměrná úspěšnost podle kontextu 70 60 50 40 %

ČR

OECD

30 20 10 0 životní hranice vědy prostředí a techniky

zdraví

rizika

přírodní zdroje

jiné

V otázkách o životním prostředí dosáhli čeští žáci srovnatelných výsledků s průměrem zemí OECD. U těchto otázek byl v ČR druhý největší rozdíl ve výsledcích chlapců a dívek (3,1 % ve prospěch dívek, rozdíl není ale statisticky významný), narozdíl od průměru zemí OECD kde byly výsledky chlapců a dívek v otázkách o životním prostředí nejvíce vyrovnané.

30

Výsledky českých žáků u otázek s kontextem hranice vědy a techniky se rovněž významně neliší od průměru zemí OECD. Srovnatelné jsou výsledky chlapců a dívek jak v rámci ČR, tak v průměru zemí OECD. V otázkách na téma rizika dosáhli naši žáci nejlepších výsledků, průměrná úspěšnost byla významně vyšší jak ve srovnání s ostatními kontexty, tak ve srovnání s průměrem OECD. U těchto otázek byl největší rozdíl ve výsledcích chlapců a dívek v průměru zemí OECD (průměr chlapců byl o 2,5 % lepší, nejedná se ale o rozdíl statisticky významný). U nás jde naopak o otázky, kde se výsledky chlapců a dívek lišily nejméně (o 0,2 % lepší dívky). Výsledky českých žáků v otázkách s tématikou zdraví byly srovnatelné s průměrným výsledkem zemí OECD. V těchto otázkách byly v ČR největší rozdíly ve výsledcích chlapců a dívek, dívky byly významně lepší (o 4,4 %). V průměru zemí OECD nebyl tento rozdíl významný (1,5 % ve prospěch dívek). V otázkách s tématikou přírodních zdrojů dosáhli čeští žáci významně lepších výsledků, něž byl průměr zemí OECD (o 3,4 %, což je druhý největší rozdíl mezi výsledky českých žáků a průměrem OECD). Výsledek českých chlapců a dívek byl srovnatelný. Otázky s jiným kontextem byly pouze tři a nemá smysl průměrný výsledek blíže rozebírat.

31

5. Analýza výsledků v konkrétních úlohách7 V následující kapitole se budu podrobně věnovat výsledkům českých žáků v jednotlivých přírodovědných úlohách. Jejich výsledky porovnám s průměrem zemí OECD, s výsledky z let 2006 a u několika úloh i s výsledky z let 2003 a 2000. Z přírodovědných úloh použitých v PISE 2009 bohužel nebyla uvolněna pro veřejnost ani jedna otázka. Nemohu tedy uveřejnit jejich znění a omezím se na stručný popis povahy těchto otázek a jejich zařazení podle jejich typu, testované kompetence, vědomostí, případně oblasti, situace a kontextu.  V první podkapitole se zabývám výsledky všech přírodovědných úloh a otázek z roku 2009.  V druhé podkapitole je rozebrán vývoj výsledků od roku 2006.  V podkapitole třetí je ukázán vývoj výsledků u úloh, které jsou zařazovány již od roku 2000.  V podkapitole čtvrté se zaměřuji na otázky s fyzikální tématikou z roku 2009.  V podkapitole páté uvádím vývoj výsledků těchto otázek od roku 2006.  V podkapitole šesté je celkové shrnutí zjištěných poznatků.

5.1 Výsledky všech přírodovědných úloh a otázek PISA 2009 5.1.1

Otázky s nejnižší úspěšností V nejméně úspěšně řešené otázce z roku 2009 byly žákům předloženy dvě

hypotézy a několik zjištění. Žáci pak měli u jednotlivých zjištění rozhodnout, kterou ze dvou hypotéz podporují. Naši žáci dosáhli u této otázky průměrné úspěšnosti pouhých 16,1 %, přičemž o něco lépe si vedli čeští chlapci (17,7 % oproti 14,3 % u dívek, rozdíl není významný). Tato otázka byla ovšem i celosvětově nejhůře řešenou otázkou (průměr zemí OECD je 17,7 %).

7

Při zpracování jsem vycházel z dat zveřejněných mezinárodním centrem PISA a dat

zpracovaných statistiky bývalého Ústavu pro informace ve vzdělávání pod vedením Jana Hučína.

32

Druhá nejhůře řešená otázka českých žáků (25,6 %) testovala schopnost žáků kriticky hledět na výsledky experimentů. Žákům byla předložena tabulka dat a hypotéza, kterou by měla tato data potvrdit. Žáci pak měli rozhodnout, zda jsou data dostatečná pro potvrzení hypotézy a svou odpověď zdůvodnit. V této otázce si lépe vedly české dívky (29,1 % oproti 22,3 %, rozdíl není významný). Průměr zemí OECD byl v této otázce 29,4 %, rozdíl oproti ČR je významný. V pěti nejhůře řešených otázkách v ČR byla průměrná úspěšnost pod 30 %. Čtyři z těchto otázek byly „o“ přírodních vědách, čtyři byly také otevřené s tvorbou odpovědi. Kromě výše uvedených dvou měli žáci například napsat hlavní myšlenku popsaného experimentu či na základě textu napsat, na co by se měl soustředit vědecký výzkum týkající se popsané problematiky. S úlohami tohoto typu se čeští žáci ve škole příliš nesetkávají. 5.1.2

Otázky s nejvyšší úspěšností Největší úspěšnost (94,3 %) měli čeští žáci v otázce, v níž měli správně

interpretovat značení používané na propanových lahvích. Tato otázka byla i celosvětově jedna z nejvíce úspěšných (průměr zemí OECD 89,2 %). Druhá nejlépe řešená otázka (88,0 %) po žácích chtěla, aby rozhodli o tom, zda jsou dané zdroje informací vhodné pro zjištění užitečných informací o předloženém tématu. Průměr zemí OECD byl v této otázce 83,7 %, rozdíl oproti ČR je významný. Čeští žáci dosáhli větší úspěšnosti než 75 % u sedmi otázek. Z nich čtyři měly formu otázek s výběrem odpovědi, dvě byly komplexní s výběrem odpovědi a jedna otevřená s tvorbou odpovědi. Pět z těchto otázek bylo „z“ přírodních věd a pět se tematicky zabývalo fyzikou nebo technikou.

33

5.1.3

Otázky řešené nejhůře v porovnání s průměrem zemí OECD V roce 2009 byly průměrné výsledky českých žáků významně (o více jak

3 %) horší, než je průměr zemí OECD u 11 z 53 přírodovědných otázek. Z těchto 11 otázek osm testovalo vědomosti o přírodních vědách a pět testovalo kompetenci používání vědeckých důkazů. Jedinou otázkou, v níž naši žáci dosáhli o více jak 10 % horších výsledků, byla otázka, kde žáci museli vybrat z tabulky ta data, která podporovala danou hypotézu a správně s nimi argumentovat. V této otázce naši žáci dosáhli průměrné úspěšnosti 48,1 %, což bylo o 13,1 % méně, než, průměr zemí OECD. Jiný náhled do srovnání se zbytkem zemí OECD vnáší takzvané relativní pořadí. Toto číslo vyjadřuje pořadí ČR v dané otázce podle úspěšnosti v rámci OECD. Sto procent odpovídá prvnímu místu a nula procent místu poslednímu. Pod hranicí 25 % se čeští žáci umístili v sedmi otázkách. V těchto sedmi otázkách měli žáci převážně interpretovat předložená data či výsledky, průběh a jednotlivé detaily pokusů. Pět z těchto otázek se tématicky zabývalo biologií. 5.1.4

Otázky řešené nejlépe v porovnání s průměrem zemí OECD Čeští žáci významně (o více jak 3 %) překonali průměr zemí OECD u 21 z 53

otázek. U čtyř otázek byli čeští žáci lepší o více jak 10 % a u jedné dokonce o více jak 15 %. Z těchto 21 otázek jich 12 testovalo kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a pět kompetenci používání vědeckých důkazů. Z hlediska testovaných vědomostí, bylo 14 z těchto otázek zaměřeno na vědomosti z přírodních věd a sedm na vědomosti o přírodních vědách. Naši žáci si oproti průměru zemí OECD nejlépe vedli v otázkách s výběrem odpovědi a v komplexních otázkách s výběrem odpovědi (19 z 21). Vcelku překvapivě ovšem dvou nejlepších výsledků oproti průměru OECD dosáhli čeští žáci v otevřených otázkách s tvorbou odpovědi (o 14,2 % a o 17,5 % lepší výsledek). Nejlepšího výsledku čeští žáci dosáhli u otázky, v níž měli určit místo, které bude po provedení popsaných terénních úprav nejvíce rizikové z hlediska náchylnosti ke statickým problémům a přírodním katastrofám. Druhého nejlepšího výsledku dosáhli u otázky, v níž měli na základě předložených dat vymyslet hypotézu vysvětlující změnu populace tučňáků v dané lokalitě.

34

V relativním pořadí dosáhli čeští žáci u pěti otázek vyšší hodnoty, než je 75 %. Žáci zde měli převážně vysvětlovat nebo poznat správná vysvětlení různých jevů, či odhadnout, jak daný jev proběhne. Ve dvou případech museli využít vlastních praktických znalostí a ve zbylých třech otázkách byly informace potřebné k jejich vyřešení obsaženy v průvodním textu či tabulkách. 5.1.5

Otázky, ve kterých byli chlapci úspěšnější než dívky Čeští chlapci byli významně (o více jak 8 %) lepší než dívky ve čtyřech z 53

otázek. V otázce s největším rozdílem (16,9 %) měli žáci určit zdroje CO2. V otázce s druhým největším rozdílem (11,7 %) měli žáci určit, odkud pochází uhlík při hoření dvou různých paliv. Ze čtyř otázek s významným rozdílem tři testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. Pokud jde o testované vědomosti, tři byly zaměřeny na vědomosti z přírodních věd. 5.1.6

Otázky, ve kterých byly dívky úspěšnější než chlapci České dívky byly významně (o více jak 8 %) lepší než chlapci v jedné z 53

otázek. V této otázce (rozdíl ve prospěch dívek 9,0 %) měli žáci určit, na které z uvedených otázek lze odpovědět na základě vědeckých pokusů. Druhý nejvyšší rozdíl (7,8 %) byl v otázce, v níž měli žáci vybrat data, která podporují danou hypotézu. Narozdíl od chlapců převažovaly v dívkami lépe řešených otázkách ty, které testovaly vědomosti o přírodních vědách.

5.2 Rozdíly ve výsledcích českých žáků mezi PISA 2006 a PISA 2009 5.2.1

Změny ve výsledcích všech žáků

Od roku 2006 se výsledky českých žáků významně (o více jak 5 %) zlepšily jen u dvou z 53 otázek. K největšímu zlepšení (o 9,4 %) došlo u otázky, v níž měli žáci vytvořit možnou hypotézu vysvětlující pokles jedné ostrovní populace tučňáků na

35

základě předložených údajů. Druhé největší zlepšení (o 5,3 %) zaznamenali čeští žáci u otázky, v níž měli odhadnout, zda jsou předložené hypotézy o způsobech šíření ovsa možné. Výsledky českých žáků se významně (o více než 5 %) zhoršily při řešení sedmi z 53 otázek. Z těchto sedmi otázek čtyři testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. Ve většině z těchto otázek nebyly žákům v průvodním textu dány potřebné informace a žáci pro řešení museli využít vlastních znalostí z přírodních věd. Největší pokles výsledků (9,1 %) byl u otázky, v níž měli žáci určit zdroje CO2 (šlo o stejnou otázku, ve které byl v roce 2009 největší rozdíl ve výsledcích českých chlapců a dívek). Druhý největší pokles (8,4 %) pak byl u otázky, v níž byl žákům popsán experiment a obzvláště bylo poukázáno na jeden jeho detail (podmínku experimentu). Žáci pak měly rozhodnout u třech předložených výroků, zda vyjadřují skutečný důvod, proč byla nastavena již zmíněná podmínka, za níž experiment probíhal. 5.2.2

Změny ve výsledcích chlapců Čeští chlapci se zlepšili o více jak 5 % ve třech otázkách z 53. Z těchto tří

otázek dvě testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a jedna používání vědeckých důkazů. Otázky zaměřené na rozpoznávání přírodovědných otázek nebyly v otázkách s kladnou změnou oproti roku 2006 výrazně zastoupeny. Z hlediska typu otázek zde byly nejvíce zastoupeny otázky s výběrem odpovědi či komplexní s výběrem odpovědi. K největšímu (10,0 %) a druhému největšímu (8,1 %) zlepšení došlo u stejných otázek jako ve statistice všech českých žáků (podkapitola 5.2.1). O více jak 5 % se zhoršily výsledky českých chlapců při řešení devíti z 53 otázek. Z toho u jedné z nich překonal pokles dokonce hranici 10 %. Z těchto devíti otázek šest testovalo kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. K největšímu poklesu došlo u stejné otázky jako u statistiky všech českých žáků, ale pokles byl o 12,0 %.

36

5.2.3

Změny ve výsledcích dívek České dívky se zlepšily o více jak 5 % v pěti otázkách z 53. Z těchto pěti

otázek dvě testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd, dvě kompetenci používání vědeckých důkazů a jedna byla zaměřena na rozpoznávání přírodovědných otázek. K největšímu zlepšení (8,7 %) došlo u stejné otázky jako ve statistice všech českých žáků (tvorba možné hypotézy). Druhé největší zlepšení (7,0 %) bylo zaznamenáno u otázky, v níž měli žáci vyvozovat závěry z výsledků experimentu. O více jak 5 % se zhoršily výsledky českých dívek při řešení šesti z 53 otázek a u jedné z nich pokles překonal dokonce hranici 10 %. Z těchto šesti otázek tři testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. K největšímu poklesu (13,7 %) došlo u otázky, v níž měli žáci rozhodnout o důvodech volby jednotlivých podmínek experimentu. Druhý největší pokles (8,4 %) pak byl u otázky, v níž měli žáci vybrat, jakou výhodu přináší rostlině jedna její vlastnost.

5.3 Výsledky úloh prolínajících se roky 2000 až 2009 Ze všech zpracovaných úloh byly tři součástí testů výzkumu PISA v letech 2000, 2003, 2006 i 2009. Tyto tři úlohy tvoří celkem pět otázek. V grafech 7 a 8 je vidět vývoj výsledků u těchto otázek. Za významnou změnu se v průběhu let považuje změna přesahující 5 %. Z toho důvodu jsou v grafech rozmístěny vedlejší osy s rozestupy 5 %. Z těchto pěti otázek spadají čtyři do oblasti fyziky. Jejich statistika tedy bude uvedena pouze zde a nebude jim dále věnována samostatná podkapitola.

37

Graf 7: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR

Graf 7: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR

Průměrná úspěšnost žáků [%]

100

90 80 70 60 50

40 30 20 10 0 2000 / ČR

2003 / ČR

2006 / ČR

Úloha -1 otázka -1

Úloha -1 otázka -2

Úloha -3 otázka -1

Úloha -3 otázka -2

2009 / ČR Úloha -2 otázka -1

Graf 8: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR

Graf 8: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro země OECD 100

Průměrná úspěšnost žáků [%]

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2000 / OECD

2003 / OECD

2006 / OECD

Úloha -1 otázka -1

Úloha -1 otázka -2

Úloha -3 otázka -1

Úloha -3 otázka -2

38

2009 / OECD Úloha -2 otázka -1

Z grafu 8 je patrné, že průměr zemí OECD v roce 2009 se při srovnání s rokem 2000 u žádné z otázek významně nezměnil a významné nejsou ani změny mezi jednotlivými po sobě následujícími šetřeními. V případě ČR ovšem můžeme z grafu 7 vyčíst významný pokles průměrné úspěšnosti mezi rokem 2000 a 2009 u obou otázek třetí úlohy. U první otázky úspěšnost klesá od roku 2003. V této otázce museli žáci odvodit důsledky popsaného ekologicky významného děje. U druhé otázky došlo k významnému poklesu od roku 2000 do roku 2006. V této otázce byl žákům předložen popis skutečné události a její důsledek. Žáci pak měli uvést důvody, proč k tomuto důsledku došlo.

5.4 Výsledky vybraných fyzikálních otázek PISA 2009 Výše uvedené výsledky se vztahovaly ke všem přírodovědným otázkám testu PISA. V této podkapitole se zaměřím na výsledky v otázkách s fyzikální tématikou. Úlohy testu PISA nejsou striktně rozděleny po oborech (u otázek není uvedeno, že se zabývají fyzikou, biologií atd.). V rámci jedné úlohy se mohou některé otázky zabývat fyzikou, jiné biologií či chemií a některé otázky bychom mohli zařadit do učiva několika různých oborů. Pro další analýzu jsem vybral 25 otázek, které podle mého názoru spadají do učiva fyziky nebo se fyzikálních témat nějak dotýkají. 5.4.1

Otázky s nejnižší úspěšností V nejméně úspěšně řešené fyzikální otázce z roku 2009 (úspěšnost 27,6 %)

byl žákům předložen úryvek novinového článku. Žáci pak měli na základě takto podaných informací napsat, čím by se měl zabývat další výzkum v popisovaném odvětví a jaké problémy by měl vyřešit. Průměrný výsledek zemí OECD byl u této otázky o něco nižší (25,3 %) než náš, ale tento rozdíl je statisticky nevýznamný. Výsledek chlapců a dívek byl v ČR i průměru OECD srovnatelný. U českých dívek šlo o nejhůře řešenou fyzikální otázku. Ve druhé nejhůře řešené fyzikální otázce (úspěšnost 29,3 %) byl žákům dán text popisující průběh experimentu. Žáci měli identifikovat a napsat hlavní myšlenku tohoto pokusu. V zemích OECD byla průměrná úspěšnost u této otázky významně nižší - 25,3 %. České dívky si vedly lépe než čeští chlapci (33,3 % oproti 25,6 % u

39

chlapců, rozdíl na hranici statistické významnosti). Čeští chlapci v této úloze dosáhli ze všech fyzikálních otázek nejhoršího výsledku. Otázka s třetím nejhorším výsledkem (úspěšnost 32,9 %) byla zaměřena na práci s grafem. Žáci měli na základě dat vyčtených z grafu vysvětlit uvedený fakt. V zemích OECD byla průměrná úspěšnost u této otázky významně vyšší - 40,3 %. České dívky dosáhly lepších výsledků než čeští chlapci (35,4 % oproti 30,6 % u chlapců), ovšem rozdíl je pod hranicí statistické významnosti. Čeští žáci dosáhli u všech fyzikálních otázek průměrnou úspěšnost vyšší, než 25 %. V 10 z 25 otázek byla ovšem průměrná úspěšnost mezi 25 % a 50 %. Z nich sedm mělo formu otázek s tvorbou odpovědi. 5.4.2

Otázky s nejvyšší úspěšností Největší úspěšnost (87,2 %) měli čeští žáci v otázce, v níž měli vybrat

materiál, který se nejrychleji ohřeje. Tato otázka byla i celosvětově nejvíce úspěšnou otázkou s tématikou fyziky (průměr zemí OECD 88,5 %). V otázce si vedly lépe české dívky (89,0 % oproti 85,5 % u chlapců, rozdíl není významný), podobný rozdíl byl i v průměru zemí OECD. Druhá nejlépe řešená otázka (80,8 %) po žácích vyžadovala práci s grafem a výběr nejvíce pravděpodobné hypotézy. V této otázce čeští žáci významně překonali průměr zemí OECD (75,9 %). Výsledek českých dívek a chlapců byl srovnatelný. Čeští žáci dosáhli průměrné úspěšnosti vyšší než 75 % u čtyř otázek. Z nich tři měly formu otázek s výběrem odpovědi a jedna byla komplexní otázkou s výběrem odpovědi. Tři z těchto otázek testovaly vědomosti z přírodních věd. 5.4.3

Otázky řešené nejhůře v porovnání s průměrem zemí OECD V roce 2009 byly průměrné výsledky českých žáků významně horší (o více

jak 3 %), než je průměr zemí OECD u sedmi z 25 fyzikálně zaměřených otázek. Z toho u pěti z nich byly výsledky horší o více jak 5 %. Z těchto pěti otázek čtyři testují kompetenci používání vědeckých důkazů a jedna testuje vysvětlování jevů pomocí přírodních věd.

40

Jedinou otázkou, kde naši žáci dosáhli o více jak 10 % horšího výsledku, byla otázka, v níž museli vybrat z tabulky ta data, která podporovala danou hypotézu a správně s nimi argumentovat. V této otázce naši žáci dosáhli průměrné úspěšnosti 48,1 %, což je o 13,1 % méně, než průměr zemí OECD. Tato otázka byla zároveň nejhorší v porovnání s průměrem zemí OECD ze všech přírodovědných otázek testu PISA 2009. 5.4.4

Otázky řešené nejlépe v porovnání s průměrem zemí OECD Čeští žáci překonali průměr zemí OECD o více jak 3 % u devíti z 25 otázek,

přičemž u pěti z nich jej překonali o více jak 5 %. Dva největší rozdíly činily 17,5 % a 12,9 %. Z těchto pěti otázek dvě testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a tři kompetenci používání vědeckých důkazů. Z hlediska testovaných vědomostí byly čtyři z těchto pěti otázek zaměřeny na vědomosti z přírodních věd. Naši žáci si oproti průměru zemí OECD nejlépe vedli v otázkách s výběrem odpovědi a v komplexních otázkách s výběrem odpovědi. Nejlepšího výsledku oproti průměru OECD dosáhli čeští žáci v otevřené otázce s tvorbou odpovědi (o 17,5 % lepší výsledek). Šlo o otázku, v níž měli žáci určit místo, které bude po provedení popsaných terénních úprav nejvíce rizikové z hlediska náchylnosti ke statickým problémům a přírodním katastrofám. Druhý největší rozdíl (12,9 %) ve prospěch našich žáků byl v otázce, ve které měli žáci na základě předložených dat rozhodnout, kterým směrem se bude šířit oheň ve volné krajině. 5.4.5

Otázky, ve kterých byli chlapci úspěšnější než dívky Čeští chlapci byli významně (o více než 8 %) lepší než dívky ve dvou z 25

fyzikálních otázek. V otázce s největším rozdílem ve prospěch chlapců (11,7 %) měli žáci určit, odkud pochází uhlík při hoření dvou různých paliv (šlo zároveň o otázku s druhým největším rozdílem ze všech přírodovědných otázek). V otázkách, které řešili chlapci lépe (ať už šlo o významný či nevýznamný rozdíl), převažovaly otázky testující kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. Pokud jde o testované vědomosti, pak byly nejvíce zastoupeny otázky zaměřené na vědomosti z přírodních věd.

41

5.4.6

Otázky, ve kterých byly dívky úspěšnější než chlapci České dívky byly významně (o více než 8 %) lepší než chlapci v jedné z 25

otázek. V této otázce (s rozdílem ve prospěch českých dívek 9,0 %) měli žáci určit, na které z uvedených otázek lze odpovědět na základě vědeckých pokusů (totožná otázka jako ve statistice ze všech přírodovědných otázek). Druhý nejvyšší rozdíl (7,8 % a tedy těsně pod hranicí významnosti) byl v otázce, v níž měli žáci vybrat data, která podporují danou hypotézu (opět shodná s celkovou statistikou). V otázkách, v nichž byly dívky lepší (ač nešlo o statisticky významný rozdíl), převažovaly otázky testující kompetenci rozpoznání přírodovědných otázek. Naopak nejméně byly zastoupeny otázky testující kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. Narozdíl od chlapců převažovaly v dívkami lépe řešených otázkách úlohy testující vědomosti o přírodních vědách.

5.5 Rozdíly ve výsledcích českých žáků mezi PISA 2006 a PISA 2009 u otázek s fyzikální tématikou 5.5.1

Změny ve výsledcích všech žáků Od roku 2006 se výsledky českých žáků o více jak 5 % (statisticky významný

rozdíl) nezlepšily u žádné z 25 otázek. V otázkách, v nichž bylo alespoň statisticky nevýznamné zlepšení, převažovaly otázky testující kompetenci používání vědeckých důkazů. Z hlediska typu otázek byly nejméně zastoupeny otázky s tvorbou odpovědi. K největšímu zlepšení (3,6 %) došlo u otázky, v níž měli žáci roztřídit příklady opatření zmírňujících škody způsobené přírodními katastrofami podle toho, zda šlo o preventivní opatření či nápravu škod a podobně. O více jak 5 % se zhoršily výsledky českých žáků při řešení tří z 25 otázek. V otázkách, v nichž došlo k významnému či nevýznamnému poklesu, převažovaly ty, které testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. Největší pokles výsledků (7,8 %) byl u otázky, v níž měli žáci určit, na které z uvedených otázek lze odpovědět na základě vědeckých pokusů (šlo o stejnou fyzikální otázku, ve které byly v roce 2009 nejvíce úspěšné české dívky v porovnání s českými chlapci).

42

5.5.2

Změny ve výsledcích chlapců Čeští chlapci se zlepšili o více jak 5 % v jedné z 25 otázek. V otázkách, ve

kterých došlo alespoň ke statisticky nevýznamnému zlepšení, převažovaly otázky testující kompetenci používání vědeckých důkazů. Nejméně byly zastoupeny otázky testující vědomosti o přírodních vědách. Z hlediska typu otázek byly nejméně zastoupeny komplexní otázky s výběrem odpovědi. K největšímu zlepšení (5,1 %) došlo u stejné otázky jako ve statistice fyzikálních otázek všech českých žáků (roztřídění různých opatření). Významně (o více jak 5 %) se zhoršily výsledky českých chlapců při řešení šesti z 25 otázek. Z těchto šesti otázek čtyři testovaly kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd a dvě kompetenci rozpoznávání přírodovědných otázek. K největšímu poklesu (o 9,9 %) došlo u stejné otázky jako u statistiky fyzikálních otázek všech českých žáků. 5.5.3

Změny ve výsledcích dívek České dívky se zlepšily o více jak 5 % ve dvou otázkách z 25. V otázkách,

v nichž bylo zlepšení alespoň statisticky nevýznamné, převažovaly otázky s výběrem odpovědi. K největšímu zlepšení (5,4 %) došlo u otázky, v níž měli čeští žáci určit místo, které bude po provedení popsaných terénních úprav nejvíce rizikové z hlediska náchylnosti ke statickým problémům a přírodním katastrofám (šlo o otázku, v níž byli čeští žáci v roce 2009 nejvíce úspěšní v porovnání s průměrem zemí OECD). O více jak 5 % se zhoršily výsledky českých dívek při řešení tří z 25 fyzikálních otázek. Při rozšíření sledovaného souboru i o otázky, u nichž byla změna statisticky nevýznamná, je patrné, že nejvíce byly zastoupeny otázky testující kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd. Z hlediska testovaných znalostí bylo nejvíce otázek zaměřeno na vědomosti z přírodních věd. K největšímu poklesu (7,1 %) došlo u otázky týkající se důsledků tání polárního ledu.

43

5.6 Shrnutí hlavních zjištění Od roku 2006 došlo u českých žáku k významnému zhoršení při řešení sedmi z 53 přírodovědných otázek, z nichž tři se tematicky dotýkají fyziky. K významnému zlepšení ovšem došlo jen u dvou otázek, z nichž do učiva fyziky nespadala žádná. Dále se z roku 2006 zachoval trend horších výsledků u otázek zaměřených na vědomosti o přírodních vědách v porovnání s výsledky v otázkách zaměřených na vědomosti z přírodních věd. Co se týče typů otázek, jsou výsledky českých žáků významně horší u otázek vyžadující tvorbu vlastní odpovědi. Jde však o celosvětový trend. U českých žáků jde navíc o nejvíce neřešené otázky. Zda jde ze strany žáků o taktické rozhodnutí z důvodu nedostatku času nebo o neschopnost či nechuť úlohu řešit, není možno bez dalšího výzkumu jednoznačně určit. Čeští chlapci vynikali oproti dívkám převážně v úlohách testujících kompetenci vysvětlování jevů pomocí přírodních věd nebo vědomosti z přírodních věd. Dívky byly naopak lepší v otázkách testujících vědomosti o přírodních vědách.

44

6. Autorské úlohy Úlohy výzkumu PISA mají netradiční charakter. Od formy, jakou musejí žáci odpovídat, po obsah toho, co testují. Tedy nejen znalosti z přírodních věd, s čímž se žáci běžně setkávají, ale i různé dovednosti, schopnost analyticky přemýšlet, vytvářet vlastní hypotézy a využívat data ve všech jejich formách (práce s grafy, tabulkami, texty). Tyto úlohy by podle mého názoru neměly nahradit úlohy, které jsou běžně používány ve výuce přírodních věd. Mohou být vyžity pro obohacení výuky a pomoci žákům rozvíjet výše zmíněné dovednosti. Tím, že často integrují poznatky z více oborů, jsou vhodné zejména do různých přírodovědných seminářů. Přínosná je i jejich orientace na metody vědecké práce. Přírodovědné úlohy výzkumy PISA jsou bohužel většinou utajeny (v roce 2009 nebyla veřejnosti zpřístupněna žádná z nich), aby mohly být použity i v budoucích cyklech výzkumu. V době, kdy byla psána tato bakalářská práce, vznikala publikace [5] určená zejména pro učitele přírodovědných předmětů v ČR. Jejím cílem je poskytnout učitelům sbírku úloh typu PISA, které mohou použít ve výuce nebo se jimi jen inspirovat. Součástí této bakalářské práce byla i tvorba třech úloh typu PISA pro výše zmíněnou publikaci. První úloha, nazvaná Mars, se zabývá plánovaným pilotovaným letem (s posádkou) na Mars. Otázky se zabývají diskutovanými technologiemi, fyzikou spjatou s takovým letem a několik otázek se zabývá vlivem pobytu ve vesmíru na lidskou biologii. Většina otázek má formu otevřených otázek s tvorbou odpovědi. Druhá úloha, nazvaná Zemětřesení, se zabývá seismikou a především tím, jak je zemětřesení zaznamenáno a na jakých principech funguje varovný systém seismických stanic. Tato úloha je považována za poměrně těžkou. Po žácích není požadována vlastní znalost z oblasti seismologie, potřebné znalosti jsou jim dány v doprovodném textu. Čtení tohoto textu ovšem, naprosto záměrně, není jednoduché, neboť jde o hutnější vědecký text. Žáci musí text přečíst, pochopit a získané poznatky pak použít pro řešení jednotlivých otázek. Dále musí žáci hodně pracovat s grafy.

45

Třetí úloha, nazvaná 3D obraz, se zabývá prostorovým vnímáním. Tedy tím, jakým způsobem vzniká, jaké jsou metody pro vytváření 3D fotografií či filmů, jaký vliv mhou mít na prostorové vnímání zrakové vady a jaký vliv může mít pozorování 3D obrazu na člověka. Vytvořené úlohy byly pilotovány na Gymnáziu Českolipská u žáků prvního ročníku čtyřletého středoškolského studia. Po pilotáži byly vyhodnoceny odpovědi žáků a některé otázky byly upraveny tak, aby byly jednoznačnější a nevyžadovaly znalosti, které nejsou součástí základního vzdělávání a patnáctiletí žáci je tedy nemusí umět. Úloha Zemětřesení byla dále ještě upravena po konzultaci s pracovníky katedry geofyziky na MFF UK, a byla proto pilotována znovu, tentokrát žáky prvního ročníku čtyřletého studia Gymnázia Špitálská. Otázky s biologickou tematikou v úlohách Mars a 3D obraz vytvořila doc. RNDr. Věra Čížková, CSc. z Přírodovědecké fakulty UK. Na následujících stránkách je znění těchto úloh spolu s jejich řešením.

46

6.1 Mars Text 1: Mars Pilotovaný let na Mars byl předmětem mnoha vědecko-fantastických povídek, ale i různých vědeckých návrhů 20. a 21. století. Tento sen se možná stane již za našeho života realitou. 14. ledna 2004 oznámil prezident USA G. W. Bush plány na postavení Obrázek převzat z: Měsíční základny a následného http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/ pilotovaného letu na Mars. Od té doby byl mars/marsvehicles/html/s95_01407.html start tohoto letu z různých, ale především z finančních, důvodů posunut na polovinu třicátých let 21. století. Rozjíždí se nový vesmírný závod. Jeho cílem je Mars a jeho závodníky jsou Rusko, USA a Čína. Otázka 1: Mars

Střední vzdálenost od Slunce Hmotnost Průměrná hustota Gravitační zrychlení při povrchu Doba oběhu kolem Slunce Doba rotace kolem své osy Průměrný tlak na povrchu Průměrná teplota na povrchu

Mars

Venuše

Merkur

Jupiter

1,524 AU

0,723 AU

0,387 AU

5,203 AU

0,107 Zemí

0,815 Zemí

0,055 Zemí

318 Zemí

3940 kg/m3

5240 kg/m3

5430 kg/m3

1330 kg/m3

3,7 m/s2

8,9 m/s2

3,7 m/s2

23,1 m/s2

686,9 dnů

224,7 dnů

87,9 dnů

4332,6 dnů

24h 37 min

243 dnů

58 dnů 15 h

9h 55 min

636 Pa

93 MPa

~0 kPa

20-200 kPa

- 63 °C

462 °C

67 °C

- 108 °C

Poznámka: 1 AU (astronomická jednotka) odpovídá střední vzdálenosti Země od Slunce.

Mars je nejvíce uvažovaným místem pro první trvalé osídlení sluneční soustavy vyjma Měsíce. Uveďte alespoň tři důvody, proč tomu tak je. Můžete využít výše uvedenou tabulku s některými charakteristikami planet. ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................

47

Text 2: Mars 11. Října 2010 prezident Barack Obama definitivně zrušil program „Constellation“, jehož cílem byly pilotované lety na Měsíc, vybudování lunární základny a její využití pro starty na Mars. Všechny další plánované lety NASA na Mars tedy budou startovány ze Země. Otázka 2: Mars Uveďte alespoň jednu výhodu a jednu nevýhodu startů vesmírných lodí z Měsíce. ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................

Text 3: Mars Jednou ze zásadních otázek cesty na Mars je potřebná energie. Jaká by byla běžná denní spotřeba energie lodi při cestě na Mars, nevíme. Velký vliv na ni bude mít už samotná velikost posádky. Zachoval-li by se dosavadní předpokládaný počet šesti kosmonautů, mohla by mít loď spotřebu srovnatelnou nebo i vyšší než je spotřeba stanice ISS. Ta je aktuálně jediným stále operujícím zařízením umožňujícím dlouhodobý pobyt člověka ve vesmíru. Napájena je 8 solárními panely o rozměrech 35 m na 12 m, z nichž každý se skládá z 82 řad po 400 článcích. Každá řada poskytuje průměrný výkon 134 W. Nemalá část tohoto výkonu jde právě na zajištění všeho potřebného pro přežití šestičlenné posádky stanice. V říjnu 2009 odsouhlasil ruský president Dimitrij Medveděv vývoj vesmírné lodi napájené jaderným reaktorem s výkonem v řádu megawattů. Tento plán bude stát kolem 400 milionů euro. Otázka 3: Mars Rozhodněte, zda následující argumenty pro upřednostnění jaderného reaktoru jsou pravdivé. Dostatečné množství solárních panelů by bylo příliš rozměrné.

ANO / NE

Solární panely by tak daleko od Slunce vůbec nefungovaly. Není možné vyrobit dostatečné množství solárních panelů. Jaderný reaktor by vyrobil mnohonásobně více energie, aniž by byl příliš velký.

ANO / NE ANO / NE ANO / NE

Otázka 4: Mars Odhadněte, jakou plochu by zabíraly solární panely s parametry uvedenými v textu, které by nahradily jaderný reaktor o výkonu 1 MW. ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................

48

Text 4: Mars Beztížný stav způsobuje krátkodobé i dlouhodobé fyziologické změny v živých organismech. Cestování ve stavu beztíže proto s sebou přináší mnoho škodlivých vlivů na tělo. Mezi nejrizikovější patří úbytek kostní hmoty, svalová ochablost (atrofie) a srdeční obtíže. Lidé ve vesmíru ztratí za měsíc přibližně tolik vápníku jako žena v přechodu (menopauze) za rok. Otázka 5: Mars Astronauté po návratu z vesmíru mají tělesnou hmotnost obvykle: A Stejnou jako před expedicí. B Vyšší než před expedicí. C Nižší než před expedicí. Otázka 6: Mars Jeden z důsledků beztížného stavu je silné zarudnutí a opuchnutí obličeje. Porucha jaké tělní soustavy a jakého orgánu, je toho příčinou? tělní soustava: .........................................

orgán: ..............................................

Otázka 7: Mars Která tvrzení o lidském organismu v beztížném stavu jsou pravdivá? V beztížném stavu se krev astronautům nahrne do horní poloviny ANO / NE těla. V beztížném stavu prochází potrava střevem rychleji, takže ANO / NE astronauti prakticky netrpí zácpou. V beztížném stavu se nedoporučuje astronautům nadměrná fyzická ANO / NE činnost a cvičení.

Otázka 8: Mars Člověk má v rovnovážně-polohovém orgánu ve vnitřním uchu pohyblivé ušní kaménky (otolity), které na Zemi tlačí na smyslové buňky, a tím udávají směr, který člověk vnímá jako svisle dolů. Proč ve stavu beztíže tento orgán nefunguje správně a naopak svou špatnou funkcí způsobuje nevolnost a zvracení - mořskou nemoc? ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................

49

Správné odpovědi: Odpověď 1: Mars Úplná odpověď: Úplná odpověď by měla obsahovat alespoň 3 z níže uvedených důvodů.: o Blízkost Marsu nebo krátká dobu letu. o Je na něm přítomna voda. o Planeta podobná Zemi – kamenná (hustota); gravitace 0,38 g, což není ideální, ale lepší než jinde ve sluneční soustavě; teploty srovnatelné s pozemskými (extrémně chladné, ale stále nejblíže Zemi z celé sluneční soustavy); atmosférický tlak v přijatelných hodnotách; roční období podobná pozemským; ... o Má atmosféru, která poskytuje alespoň nějakou ochranu před kosmickým zářením. Částečná odpověď: Obsahuje pouze 2 uvedené důvody. Nevyhovující odpověď: Méně než dva správné důvody. Nespecifické odkazy na podobnost Marsu a Země. Odpověď 2: Mars Úplná odpověď: Obsahuje alespoň jednu z následujících výhod a současně alespoň jednu z nevýhod. Výhody: Start by vyžadoval mnohem méně paliva díky: o nižší gravitaci; o nulovému odporu vzduchu Nevýhody: o Velká finanční a technologická náročnost: o Musela by se postavit nákladná základna na Měsíci. o Pro snížení nákladů by se musely komponenty stavět přímo na Měsíci, k čemuž by tam bylo zapotřebí těžit suroviny a postavit továrny. Částečná odpověď: Uvedena buď jen správná výhoda nebo jen správná nevýhoda viz výše. Nevyhovující odpověď: Neobsahuje ani jednu správnou výhodu či nevýhodu. Odpověď 3: Mars Úplná odpověď: Správné odpovědi jsou popořadě od shora dolů ANO, NE, NE, ANO. Za úplnou odpověď považujeme 4 správné odpovědi Částečná odpověď: Jedna až dvě z otázek zodpovězeny špatně.

50

Nevyhovující odpověď: Tři a více špatných odpovědí. Odpověď 4: Mars Úplná odpověď: 38 000 m2 = 3,8 ha s tolerancí 0,5 ha. Částečná odpověď: Odpověď je mimo toleranci, ale shoduje se v řádu např. 2 ha. Nevyhovující odpověď: Odhad se neshoduje ani v řádu. Odpověď 5: Mars Úplná odpověď: C Odpověď 6: Mars Úplná odpověď: Příčinnou je porucha činnosti cévní soustavy a práce srdce. Částečná odpověď: Žák napíše pouze cévní soustava nebo pouze srdce. Odpověď 7: Mars Úplná odpověď: ANO; NE; NE Odpověď 8: Mars Úplná odpověď V beztížném stavu se otolity pohybují volně všemi směry a dráždí smyslové buňky náhodně, což má za následek nevolnost a zvracení - mořskou nemoc.

51

6.2 Zemětřesení a seismické vlny Text 1: Zemětřesení Při zemětřesení se uvolňuje energie, která se šíří Zeměkoulí v podobě seismických vln. Seismické vlny, které se šíří vnitřkem Zeměkoule, nazýváme vlny prostorové. Prostorové vlny jsou vlny podélné i příčné. Příčné vlny se šíří Obrázek 1: Upraveno z zhruba 1,3-krát rychleji než vlny http://www.mgs.md.gov/esic/brochures/gif/eqfig2.jpg podélné, a proto se označují jako vlny primární (P vlny). Pomalejší, podélné vlny, nazýváme vlny sekundární (S vlny). Skládáním prostorových vln u zemského povrchu vznikají vlny povrchové, které se šíří pouze povrchem Zeměkoule a jsou o něco pomalejší než S vlny. Místo vzniku zemětřesení se nazývá hypocentrum (ohnisko). Je-li pod zemí, definujeme ještě epicentrum, což je místo na povrchu Země, které se nachází svisle nad ohniskem. V blízkosti ohniska zemětřesení mají největší ničivé účinky prostorové S vlny, ve vzdálenějších oblastech vlny povrchové. Otázka 1: Zemětřesení Seismické vlny se zaznamenávají v seismických stanicích. Síť seismických stanic slouží k tomu, aby se dobře určila velikost a poloha každého zemětřesení. Některé sítě mají zvláštní poslání, slouží jako součást systému, který umožňuje varovat před přicházejícím zemětřesením. S využitím výše popsaných vlastností P vln, S vln a vln povrchových, vysvětli, jak je to možné. ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Text 2: Zemětřesení Záznam časového průběhu kmitavého pohybu zemského povrchu se nazývá seismogram (obr. 2). Pro názornost se často kreslí seismogramy, na nichž se vyskytuje pouze jedna vlna P a jedna vlna S (ty, které běžely k pozorovateli nejkratší dobu). Výchylky zemského povrchu jsou ve vertikálním směru.

Obrázek 2: Upraveno z http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/reading.html

52

Otázka 2: Zemětřesení V následujícím seismogramu (obr. 4) je záznam zemětřesení v oblasti státu Virginie. Byl pořízen ve třech nezávislých seismografických stanicích A, B a C (obr. 3) ve stejném čase. Obrázek 3: Obrázek upraven z http://cbs3weather.files.wordpress.com /2011/08/wx-blog-photo11.jpg

Obrázek 4: Upraveno z http://xyz0r.com/wp-content/uploads/2011/08/wpid-Snapshot-ofSeismic-Waves-Traveling-Across-Virginia.jpg

Na základě informací ze seismogramu odpovězte na následující otázky: 1. Které stanici bylo zemětřesení nejblíže? ..................................................................................... 2. S jakým zpožděním oproti stanici A dorazila P-vlna do stanic B a C? ...……………………………………………………………………… 3. O kolik sekund dříve dorazily v jednotlivých stanicích P vlny před S vlnami? .............................................................................................................… ........…….…………………………………………………....................

53

Otázka 3: Zemětřesení Obvykle jsou pro zájmové oblasti známy rychlosti vln P a S. Z toho, s jakým zpožděním dorazí S-vlny po P-vlnách lze určit, jak daleko je epicentrum zemětřesení. V následujícím grafu na obr. 5 jsou záznamy dvou zemětřesení detekovaných v seismologické stanici Sergoula v Řecku, zpravované katedrou geofyziky MFF UK ve spolupráci s Univerzitou v Partrasu. Seismogramy jsou posunuty v čase tak, že se okamžiky, kdy dorazily P-vlny, v obou záznamech překrývají.

Obrázek 5

Urči, které zemětřesení mělo epicentrum blíže dané k stanici a stručně odůvodni. ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Otázka 4: Zemětřesení Jak můžeme určit polohu epicentra, když známe jeho vzdálenosti od tří různých seismických stanic, které neleží v jedné přímce (viz obrázek 6). Navrhněte jak, a svou odpověď doplňte náčrtkem do obrázku 6.

54

Obrázek 6 ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Text 3: Zemětřesení Seismologie je obor geofyziky, který se věnuje studiu zemětřesení a procesů spojených se šířením seismických vln skrze Zemi. Seismologie ze záznamů seismografů dokáže zpětně určovat, jakým prostředím se vlny šířily. Díky tomu byli seismologové v minulosti schopni poměrně přesně určit radiální stavbu Země. Dalším důležitým posláním seismologie je pochopit procesy při zemětřesení a přispět k ochraně před jeho ničivými účinky. Otázka 5: Zemětřesení Na které z následujících otázek může odpověď vědecký výzkum v oblasti seismologie? Jaký má vliv zemětřesení na zvířata? Jak vypadá jádro Země? Jak vzniká zemětřesení? Vyvolá dané zemětřesení paniku?

ANO/NE ANO/NE ANO/NE ANO/NE

55

Otázka 6: Zemětřesení Škody a oběti při ničivých zemětřeseních bývají obrovské, zejména v méně rozvinutých zemích. Navrhněte různá opatření, která by mohla přispět k jejich zmenšení. ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………

Správné odpovědi: Odpověď 1: Zemětřesení Úplná odpověď: Prostorové P-vlny se pohybují asi 1,3-krát rychleji než S vlny a povrchové vlny. Hlavní ničivé vlny jsou vlny S (blízko zdroje) a vlny povrchové (dále od zdroje), jež jsou obě pomalejší, a proto dorazí později než P vlny. Nevyhovující odpověď: Žák uvede chybný princip, nebo se pouze nejasně zmíní, že tam některé vlny přijdou dřív. Žák předpokládá, že seismická stanice musí být přímo v místě epicentra a pouze rozesílá informaci, že pod ním došlo k zemětřesení. Popis funkce seismografické stanice. Komentář: Někteří studenti se domnívají, že prostorové vlny lze detekovat jen uvnitř Zeměkoule, v podzemí. Odpověď 2: Zemětřesení Úplná odpověď: 1. Epicentrum a hypocentrum jsou nejblíže stanici A, potom stanici B, nejdále jsou od stanice C. 2. P vlny dorazily do stanice B se zpožděním 10 sekund a do stanice C se zpožděním 15 sekund vůči stanici A (u obojího lze připustit toleranci 3 sekundy). 3. P vlny dorazily do A 13-18 sekund, do B 20-25 sekund a do C 27-32 sekund před příchodem S vln. Částečná odpověď: Chybí maximálně dvě z požadovaných informací. Nebyly uvedeny žádné mylné či nepodložené informace. Nevyhovující odpověď: Chybí více jak 2 požadované informace. Komentář: Některé žáky při určování vzdálenosti jednotlivých stanic od epicentra mate, že stanice C, která je nejvzdálenější, naměřila největší výchylku zemského povrchu ve vertikálním směru. Tato výchylka není přímo úměrná vzdálenosti od epicentra, záleží na řadě faktorů. Ovlivňuje ji například geologické podloží, které je v místech jednotlivých stanic různé.

56

Odpověď 3: Zemětřesení Úplná odpověď: S-vlny zemětřesení z 19. srpna dorazily s menším zpožděním po Pvlnách než u zemětřesení z 23. srpna, proto bylo epicentrum zemětřesení z 19. srpna blíž. Částečná odpověď: Epicentrum bylo z 19. srpna blíž. Zdůvodnění neuvedeno nebo neuvedeno v plném znění. Nevyhovující odpověď: Epicentrum bylo blíž 23. srpna. ; Obě epicentra byla stejně daleko, protože obě vlny začínají v seismografu ve stejný okamžik (čase 0) Odpověď 4: Zemětřesení Úplná odpověď: Sestrojíme 3 kružnice se středy v jednotlivých seismických stanicích a o poloměrech rovných vypočtené vzdálenosti těchto stanic od epicentra zemětřesení. Epicentrum se bude nacházet na průniku těchto tří kružnic (viz obr. 7).

Obrázek 7 Částečná odpověď: Obsahuje správný náčrtek a chybí popis konstrukce nebo obsahuje správný postup pro určení epicentra, ale chybí správný náčrtek. Nevyhovující odpověď: Nevyhovující náčrtek a nedostatečně popsaný postup pro určení epicentra. Komentář: Při pilotáži se tato otázka projevila jako poměrně obtížná. Vzdálenost od epicentra můžeme určit z časového posunu mezi příchodem P a S vln naměřeného v dané stanici a ze známých rychlostí těchto vln. Výpočet vzdálenosti epicentra žáci určit nemusí. Odpověď 5: Zemětřesení Úplná odpověď: Správné odpovědi jsou shora dolů NE, ANO, ANO, NE. Za úplnou odpověď považujeme 4 správné odpovědi.

57

Částečná odpověď: Jedna až dvě z otázek zodpovězeny špatně. Nevyhovující odpověď: Dvě a více špatných odpovědí. Odpověď 6: Zemětřesení Úplná odpověď: Obsahuje alespoň 2 z následujících návrhů:  rozšíření varovného systému do těchto zemí  zdokonalení záchranného systému  ošetření kvality staveb a stavba speciálních seismicky-odolných budov  geologický průzkum a výstavba mimo nejnebezpečnější zóny Částečná odpověď: Obsahuje pouze jeden správný návrh. Nevyhovující odpověď: Neobsahuje žádný správný návrh.

58

6.3 3D Obraz Text 1: 3D Obraz 3D film umožňuje spatřit natočené scény nikoli ploše, ale v celé jejich hloubce. Základem tohoto optického klamu je, že každému oku je promítán jiný obraz. Pokud oba obrazy mají správné vlastnosti, náš mozek si je spojí v jeden 3D vjem. Otázka 1: 3D Obraz Základem prostorového vnímání je efekt, na nějž je zapotřebí dvou vedle sebe umístěných očí, jako má například člověk nebo šelmy. Popište, jak tento efekt funguje. Jako vodítko vám může sloužit obrázek 1. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................

Obr. 1

Text 2: 3D Obraz Náš mozek druhotně vyhodnocuje vzdálenosti předmětů, které vidíme, z mnoha dalších informací. Řada z nich je založena na našich osobních zkušenostech. Díky těmto pomocným jevům je jistého prostorového vnímání schopen i člověk, který má pouze jedno oko. Otázka 2: 3D Obraz Rozhodněte, co z následujícího může přispět k prostorovému vnímání. Vidíme-li člověka, víme, jak by měl být zhruba velký, a z toho, jak velkého ho vnímáme, náš mozek odhaduje, jak je daleko. U vzdálenějších objektů vidíme méně detailů.

ANO / NE

Vzdálenější předměty jsou zakryty těmi bližšími.

ANO / NE

Rovnoběžné čáry či hrany objektů se s rostoucí vzdáleností sbíhají k sobě.

ANO / NE

59

ANO / NE

Otázka 3: 3D Obraz K vytvoření iluze 3D obrazu je zapotřebí každému oku posílat jiný obraz. Jednou z metod, kterou toho lze docílit je takzvaný anaglyf. Jde o dva různé obrazy, každý vyvedený pouze v odstínech jedné barvy. Nejčastěji je používána kombinace modro-červená, či modro-zelená. Výsledný anaglyf je díky překrytí obou obrazů často nepřehledný. K pozorování prostorového vjemu je zapotřebí anaglyf pozorovat specifickým způsobem. Vyberte z následujících možností správnou variantu. A B C D

Obraz je nutno pozorovat z větší blízkosti a rozostřit zrak. Obraz je nutno pozorovat přes brýle vybavené speciálními polarizačními filtry. Obraz je nutno pozorovat přes brýle vybavené barevnými filtry pro příslušné barvy. Obraz je nutno prosvítit laserovým světlem správné barvy.

Otázka 4: 3D Obraz Prostorové fotografie se poprvé objevily po roce 1838, kdy Charles Wheatstone publikoval článek, v němž objasňoval principy prostorového vnímání. Zkuste navrhnout, jakou metodu mohli v této době použít pro dopravení správného obrazu do správného oka. Nebylo použito metody anaglyfu ani žádné sofistikované technologie. ......................................................................................................................................... Text 3: 3D obraz Podle lékařů existuje celá škála zrakových obtíží, které mohou působit jako překážka při sledování trojrozměrného promítání. Problémy se sledováním 3D obrazu se mohou projevit nevolností, závratěmi i bolestmi hlavy. Podle odborníků až 56 % diváků ve věku mezi 18 a 38 lety má určitou poruchu schopnosti současně pozorovat oběma očima (tzv. binokulárního vidění), která jim může působit potíže při sledování 3D filmů. Navíc přibližně 5 % populace trpí tupozrakostí nebo šilháním, které sledování 3D znesnadňují, nebo zcela znemožňují. Zdroj: http://doma.nova.cz/clanek/zdravi/neni-vam-dobre-v-3d-kine-mozna-mate-ocni-vadu.html

Otázka 5: 3D obraz Rozhodněte, která z uvedených tvrzení vztahujících se k 3D vidění jsou správná? Za fyziologických podmínek dochází ke splývání obrazů (z každého oka) v jeden. Pokud je jedno oko postižené šilháním, jsou v mozku zpracovávány dva různé obrazy, nikoliv jeden. Binokulární vidění je předpoklad bezproblémového sledování 3D pořadů. Bolest hlavy nebo nevolnost při sledování 3D filmů může způsobit také rozdíl v počtu dioptrií na obou očích. Lidem s dioptrickými brýlemi se doporučuje při sledování 3D filmů nasadit si 3D brýle pokud možno co nejdále od dioptrických brýlí. Každý milimetr vzdálenosti navíc snižuje zkreslení a oddaluje okamžik, kdy se člověku udělá špatně. Každý, kdo zažil při sledování 3D filmu popisované obtíže, by měl navštívit očního lékaře.

60

ANO / NE ANO / NE ANO / NE

ANO / NE

ANO / NE

Správné odpovědi: Odpověď 1: 3D Obraz Úplná odpověď: Každé oko vidí předmět z poněkud jiného směru (úhlu). Mozek pak z těchto dvou různých obrazů vyhodnocuje vzdálenost předmětu. Odpověď 2: 3D Obraz Úplná odpověď: Správné odpovědi jsou shora dolů ANO; ANO; ANO; ANO. Za úplnou odpověď považujeme 4 správné odpovědi. Částečná odpověď: Za částečnou odpověď považujeme 2-3 správné odpovědi. Nevyhovující odpověď: Za nevyhovující odpověď považujeme méně než 2 správné odpovědi. Odpověď 3: 3D Obraz Úplná odpověď: C Odpověď 4: 3D Obraz Úplná odpověď: Pozorovatel se díval současně každým okem do jiného kukátka (podobně jako se dívá skrz binární dalekohled). Každým kukátkem pozoroval jeden z obrazů (obraz pro pravé či levé oko). Obrazy byly pořízeny dvěma fotoaparáty najednou. Ty byly umístěny tak, aby scénu fotografovaly ze dvou různých úhlů. Částečná odpověď: Pozorovatel se díval současně každým okem do jiného kukátka (podobně jako se dívá skrz binární dalekohled). Každým z nich pozoroval jeden z obrazů (obraz pro pravé či levé oko). Nevyhovující odpověď: Neobsahuje výše popsaný princip. Odpověď 5: 3D obraz Úplná odpověď: ANO; ANO; ANO; NE; ANO

61

Závěr Cílem mé bakalářské práce bylo provést podrobnější analýzu výsledků českých žáku v přírodovědné části výzkumu PISA 2009. Za tímto účelem jsem měl vytyčeny následující dílčí cíle: 

Vybrat a uspořádat data k výsledkům českých žáků v přírodovědných úlohách výzkumu PISA 2009.

Z jednotlivých datových souborů jsem vybral údaje o úspěšnosti v jednotlivých otázkách, znění těchto otázek, jejich klasifikace (typ, oblasti, kompetence,...) a codebooky (pokyny pro hodnocení otázek s tvorbou odpovědi) a vytvořil jeden komplexní text poskytující informace o všech použitých otázkách. Tento text pak byl mnou a dalšími lidmi použit pro další analýzu výsledků. Většina těchto údajů je bohužel utajených, a proto jediné co mohu zveřejnit v této práci, jsou tabulky s charakteristikami otázek a vývojem průměrných výsledků všech žáků i chlapců a dívek u jednotlivých otázek. Tyto tabulky jsou v příloze. 

Doplnit celkový přehled výsledků českých žáků v přírodovědných úlohách v časovém vývoji o výsledky z roku 2009.

Přehled výsledků jsem doplnil a podrobně se jím zabývá kapitola 4.1. 

Vytvořit přehled výsledků českých žáků z roku 2009 podle vědomostí, kompetencí a kontextu, na které byly úlohy zaměřeny, a podle typu otázek.

Dílčí škály pro sledované kompetence a vědomosti se ve výzkumu PISA běžně dělají pouze u oblasti, na kterou je daný cyklus hlavně zaměřen. V roce 2009 to byla čtenářská gramotnost a podrobná statistika pro přírodní vědy tedy vytvořena nebyla. Výše uvedené přehledy jsou v kapitole 4.2, při jejich zpracování jsem vycházel z připravované publikace [5]. 

Provést podrobnější rozbor celkového poklesu výsledků českých žáků v přírodovědné části výzkumu PISA z roku 2009. Zjistit, zda existuje nějaké spojení mezi úlohami, v nichž čeští žáci dosahují nejslabších respektive

62

nejlepších výsledků. Podrobněji se zaměřit na otázky, v nichž se výsledky českých žáků nejvýrazněji změnily od roku 2006. V této podrobnější analýze se soustředit především na úlohy zaměřené na fyziku a techniku. Tato detailní analýza probíhala formou třídění a výběru statistických dat poskytnutých bývalým Ústavem pro informace ve vzdělávání. Výsledky této analýzy jsou podrobně rozepsány v kapitole 5. Je v ní obsažena analýza výsledků úloh z roku 2009, porovnání výsledků českých žáků s průměrem zemí OECD za rok 2009, rozdíl ve výsledcích od roku 2006, rozdíly mezi výsledky chlapců a dívek a vývoj výsledků u 3 úloh, které byly zadávány již od roku 2000. Tyto analýzy jsem provedl pro všech 53 přírodovědných otázek a pak zvlášť pro 25 otázek zaměřených na fyziku a techniku. Druhým větším cílem mé práce pak bylo vytvořit a opilotovat tři úlohy stejného typu a zaměření jako jsou úlohy z výzkumu PISA. Tyto úlohy jsou v kapitole 6 a svým formátem a obsahem se podobají úlohám výzkumu PISA. Byly testovány na žácích prvních ročníků čtyřletého studia na gymnáziu Špitálská a gymnáziu Českolipská. Díky této bakalářské práci jsem se seznámil s výzkumem PISA. Zjistil jsem, o jaký výzkum se jedná, co testuje a jaké využívá metody. Analýzou výsledků se mi dostalo jistého náhledu do toho, s čím mají čeští žáci potíže a co by tedy bylo dobré u nich dále rozvíjet. Úlohy z výzkumu PISA pro mne byly velkým překvapením, protože jsem se během svého vlastního studia s podobnými úlohami bohužel nesetkal. Líbí se mi jak jejich forma tak to, jaké po žácích vyžadují schopnosti (analytické myšlení, tvorba hypotéz,..). Tvorba vlastních úloh mne velice nadchla a mám v úmyslu takovéto úlohy vytvářet a používat i během své pedagogické praxe. Tato bakalářská práce navazuje na práci Kateřiny Bašátkové ([6]). Analýzu dat jsem provedl stejným způsobem, díky čemuž si sledovaná data odpovídají a je tedy možné vidět vývoj výsledků od roku 2000. Vzhledem k pravidelné účasti České republiky ve výzkumu PISA je pravděpodobné, že podobná analýza bude probíhat i v příštích letech a bude tak možno sledovat vývoj výsledků společně se změnami ve školství a společnosti obecně.

63

Seznam použité literatury [1] FRÝZKOVÁ, M., PALEČKOVÁ, J.: Přírodovědné úlohy výzkumu PISA. ÚIV, PRAHA 2007 [2] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V., BASL. J.: Umíme ještě číst? Hlavní zjištění výzkumu PISA 2009. ÚIV, Praha 2010, s. 43 [3] PALEČKOVÁ, J., TOMÁŠEK, V.: Učení pro zítřek. Praha, ÚIV, 2005, s. 17 [4] PALEČKOVÁ, J. a kol.: Hlavní zjištění výzkumu PISA 2006. Poradí si žáci s přírodními vědami? ÚIV, Praha 2007, s. 22 [5] MANDÍKOVÁ, D., HOUFKOVÁ, J. a kol.: Úlohy pro rozvoj přírodovědné gramotnosti. Utváření kompetencí žáků na základě zjištění výzkumu PISA 2009. (v tisku) [6] BAŠÁTKOVÁ, K.: Přírodovědné úlohy výzkumu PISA - analýza výsledků českých žáků. Bakalářská práce. MFF UK, Praha 2009 [7] OECD (2010), PISA 2009 Results: What Students Know and Can Do – Student Performance in Reading, Mathematics and Science (Volume I) [8] OECD (2010), PISA 2009 Results: Learning Trends: Changes in Student Performance Since 2000 (Volume V) [9] OECD (2006), Assessing Scientific, Reading and Mathematical Literacy a Framework for PISA 2006 [10] OECD (2007), PISA 2006. Science Competencies for Tomorrow’s World, Volume 1 :Analysis. Volume 2:Data.

64

Seznam tabulek Tabulka 1: Počty zúčastněných zemí, českých žáků a škol ve výzkumu PISA ............................... 4 Tabulka 2: Přehled počtu úloh a otázek v testech přírodovědné gramotnosti .............................. 12 Tabulka 3: Přehled výsledků PISA 2000 – 2009 v oblasti přírodních věd .................................... 19 Tabulka 4: Umístění ČR v mezinárodních výzkumech (srovnání se zeměmi OECD) pořadí/počet zúčastněných zemí .................................................................................................................... 19 Tabulka 5:Průměrné výsledky zemí OECD 2009 ............................................................................ 21 Tabulka 6: Zastoupení typů otázek PISA 2009 ............................................................................... 22 Tabulka 7: Zastoupení otázek podle kompetence ........................................................................... 24 Tabulka 8: Zastoupení otázek podle oblasti .................................................................................... 26 Tabulka 9: Zastoupení otázek podle situace .................................................................................... 29 Tabulka 10: Zastoupení otázek podle kontextu ............................................................................... 29

Seznam grafů Graf 1: Průměrná úspěšnost podle typu otázky .............................................................................. 22 Graf 2: Průměrná úspěšnost podle sledované kompetence ............................................................ 24 Graf 3: Průměrná úspěšnost podle vědomostí z přírodních věd a o přírodních vědách .............. 26 Graf 4: Průměrná úspěšnost podle oblasti ....................................................................................... 27 Graf 5: Průměrná úspěšnost podle situace ...................................................................................... 29 Graf 6: Průměrná úspěšnost podle kontextu ................................................................................... 30 Graf 7: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR .................................................................. 38 Graf 8: Vývoj výsledků u prolínajících se úloh pro ČR .................................................................. 38

65

Příloha Tabulky s charakteristikami a souhrnnými výsledky všech otázek přírodovědných úloh použitých v šetření PISA 2009 Poznámky:  Tabulky byly vytvořeny s využitím práce [6], souhrnné výsledky byly získány z kompendií zveřejněných mezinárodním centrem  Pod mezinárodním průměrem se rozumí průměr zemí OECD.  Pro účely analýz byly tabulky zpracovány včetně zadání a podrobných výsledků podle typu odpovědi, u otázek s otevřenými odpověďmi byly připojeny též pokyny pro hodnocení. Vzhledem k tomu, že žádná z přírodovědných otázek šetření PISA 2009 nebyla zveřejněna, musely být tyto části z bakalářské práce vypuštěny.

66

Úloha: S131 - Užitečné kmitočty Úloha: Užitečné kmitočty

Kód úlohy: S131

Počet otázek: 2

Kód otázky

S131Q02

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Rozmezí slyšitelnosti – práce s textem Ne Otevřená s tvorbou odpovědi Používání vědeckých důkazů Vědecká vysvětlení Zdraví / Sociální 2000, 2003, 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2000 / ČR [%] 2000 / mezinárodní [%] 2003 / ČR [%] 2003 / mezinárodní [%] 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 51,4 50,6 47,17 46,41 44,60 46,24 46,43 49,53

chlapci 51,9 52,3 47,22 45,41 43,37 45,21 44,78 48,14

dívky 51,0 49,3 47,11 47,41 46,11 47,33 48,24 50,98

Úloha:Užitečné kmitočty

Kód úlohy: S131

Počet otázek: 2

Kód otázky

S131Q04

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Určení hlavní myšlenky experimentu – práce s textem Ne Otevřená s tvorbou odpovědi Rozpoznávání přírodovědných otázek Vědecký výzkum Zdraví / Sociální 2000, 2003, 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2000 / ČR [%] 2000 / mezinárodní [%] 2003 / ČR [%] 2003 / mezinárodní [%] 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 31,4 24,7 34,97 26,11 33,90 31,11 29,27 27,99

67

chlapci 34,1 24,4 32,97 25,30 31,03 29,72 25,63 26,75

dívky 29,1 25,1 37,12 26,96 37,44 32,59 33,28 29,28

Úloha: S256 - Lžíce

Úloha:Lžíce

Kód úlohy: S256

Počet otázek: 1

Kód otázky

S256 Q01

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Určení materiálu s nejlepší tepelnou vodivostí Ne S výběrem odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Neživé systémy Hranice vědy a techniky /Osobní 2000, 2003, 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2000 / ČR [%] 2000 / mezinárodní [%] 2003 / ČR [%] 2003 / mezinárodní [%] 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 88,8 88,3 88,35 87,12 85,47 87,75 87,15 88,57

chlapci 87,5 86,6 88,4 85,18 86,66 86,37 85,48 89,95

dívky 90,2 90,1 88,3 89,05 84,00 89,16 88,96 87,20

Úloha: S269 - Teplota na Zemi Úloha: Teplota na Zemi

Kód úlohy: S269

Kód otázky

S269Q01

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Důsledky tání polárního ledu Ne Otevřená s tvorbou odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Systémy Země a vesmíru Rizika / Globální 2000, 2003, 2006, 2009

68

Počet otázek: 3

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2000 / ČR [%] 2000 / mezinárodní [%] 2003 / ČR [%] 2003 / mezinárodní [%] 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Teplota na Zemi

průměr 65,7 59,1 66,06 59,65 59,30 57,76 52,26 58,00

chlapci 67,7 63,0 70,28 63,63 61,85 61,01 55,32 61,02

Kód úlohy: S269

dívky 64,0 55,5 61,52 55,80 55,89 54,46 48,79 54,92

Počet otázek: 3

Kód otázky

S269Q03

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Určení vlivu ztráty lesů na zvýšení hladiny CO 2 Ne Otevřená s tvorbou odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Živé systémy Rizika / Globální 2000, 2003, 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce

průměr

chlapci

dívky

2000 / ČR [%]

47,1

51,9

42,6

2000 / mezinárodní [%]

42,0

45,0

39,2

2003 / ČR [%]

43,99

47,84

39,78

2003 / mezinárodní [%]

40,42

43,51

37,35

2006 / ČR [%]

39,07

42,38

34,67

2006 / mezinárodní [%]

41,24

43,98

38,42

2009 / ČR[%]

39,11

43,08

34,60

2009 / mezinárodní [%]

41,41

45,04

37,74

Úloha: Teplota na Zemi Kód otázky

Kód úlohy: S269

Počet otázek: 3

S269Q04

Určení energetických zdrojů způsobujících vytváření CO2 Ne Uvolnění otázky Komplexní s výběrem odpovědi Typ otázky Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Kompetence Neživé systémy Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Přírodní zdroje / Globální Úloha použita v letech 2000, 2003, 2006, 2009 Charakteristika otázky

69

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2000 / ČR [%] 2000 / mezinárodní [%] 2003 / ČR [%] 2003 / mezinárodní [%] 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 46,6 35,8 49,16 35,76 47,99 34,11 38,93 33,03

chlapci 59,9 44,4 59,83 43,27 58,84 40,84 46,82 38,63

dívky 34,6 27,4 37,53 28,29 33,51 27,12 29,97 27,30

Úloha: S326 - Mléko Úloha: Mléko Kód otázky

Kód úlohy: S326

Počet otázek: 4

S326Q01

Výběr dat podporujících pravost příběhu – dokazování hypotézy Ne Uvolnění otázky Otevřená s tvorbou odpovědi Typ otázky Používání vědeckých důkazů Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení Kontext / Situace Zdraví / osobní Úloha použita v letech 2003, 2006, 2009 Charakteristika otázky

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2003 / ČR [%] 2003 / mezinárodní [%] 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Mléko Kód otázky

průměr 57,43 58,33 50,67 59,01 48,07 58,59

chlapci 54,04 55,56 45,91 56,21 44,29 56,76

Kód úlohy: S326

dívky 60,85 61,03 56,98 61,95 52,13 60,46

Počet otázek: 4

S326Q02

Výběr dat zpochybňující pravost příběhu – vyvracení hypotézy Ne Uvolnění otázky Otevřená s tvorbou odpovědi Typ otázky Používání vědeckých důkazů Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení Kontext / Situace Zdraví / Osobní Úloha použita v letech 2003, 2006, 2009 Charakteristika otázky

70

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2003 / ČR [%] 2003 / mezinárodní [%] 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Mléko Kód otázky

průměr 61,87 62,65 59,10 63,74 58,40 63,89

chlapci 59,01 60,12 55,36 60,97 55,89 61,76

Kód úlohy: S326

dívky 64,75 65,13 64,07 66,62 61,10 66,04

Počet otázek: 4

S326Q03

Určení z čeho se skládá tuhá hmota v zkyslém mléce – Vyvozování závěrů z výsledků experimentu Ne Uvolnění otázky S výběrem odpovědi Typ otázky Používání vědeckých důkazů Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení Kontext / Situace Zdraví / Osobní Úloha použita v letech 2003, 2006, 2009 Charakteristika otázky

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2003 / ČR [%] 2003 / mezinárodní [%] 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Mléko Kód otázky

průměr 58,25 56,73 60,90 58,27 64,53 60,62

chlapci 61,22 56,07 61,26 57,40 61,84 59,91

Kód úlohy: S326

dívky 55,25 57,38 60,42 59,14 67,41 61,35

Počet otázek: 4

S326Q04

Rozhodnutí, zda dané látky mohou v lidském těle sloužit jako zdroj energie Uvolnění otázky Ne Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Vědomosti z přírodních věd Živé systémy Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Zdraví / Osobní Úloha použita v letech 2003, 2006, 2009 Charakteristika otázky

71

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2003 / ČR [%] 2003 / mezinárodní [%] 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 26,79 22,33 29,91 23,31 31,69 25,32

chlapci 25,23 23,08 27,49 23,45 30,56 25,17

dívky 28,37 21,64 33,13 23,20 32,91 25,51

Úloha: S408 - Oves hluchý Úloha: Oves hluchý Kód otázky

Kód úlohy: S408

Počet otázek: 4

S408Q01

Určení v čem spočívá výhoda, kterou ovsu dává větší výška Uvolnění otázky Ne Typ otázky S výběrem odpovědi Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Vědomosti z přírodních věd Živé systémy Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009 Charakteristika otázky

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Oves hluchý Kód otázky

průměr 68,25 62,95 63,87 60,29

chlapci 67,83 64,07 66,95 62,27

Kód úlohy: S408

dívky 68,80 61,81 60,37 58,29

Počet otázek: 4

S408Q03

Důsledky sekání trávy během vegetačního období pro šíření ovsa Uvolnění otázky Ne Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Vědomosti z přírodních věd Živé systémy Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009 Charakteristika otázky

72

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Oves hluchý

průměr 32,45 30,49 26,74 30,73

chlapci 32,09 29,83 24,80 29,73

Kód úlohy: S408

dívky 32,94 31,20 28,93 31,76

Počet otázek: 4

Kód otázky

S408Q04

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Určení způsobů, kterými se může šířit oves hluchý Ne Komplexní s výběrem odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Živé systémy Přírodní zdroje / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Oves hluchý

průměr 54,03 50,70 59,35 54,39

chlapci 51,69 49,82 58,86 54,24

Kód úlohy: S408

dívky 57,15 51,65 59,78 54,56

Počet otázek: 4

Kód otázky

S408Q05

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Identifikace otázky, na kterou měl dát experiment odpověď Ne S výběrem odpovědi Rozpoznávání přírodovědných otázek Vědecký výzkum Přírodní zdroje / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 46,45 41,95 45,34 42,81

73

chlapci 47,97 42,46 48,30 44,46

dívky 44,43 41,45 42,00 41,12

Úloha: S413 - Doba umělohmotná Úloha: Doba umělohmotná

Kód úlohy: S413

Počet otázek: 3

Kód otázky Charakteristika otázky

S413Q06 Předpověď výsledku experimentu (plování různých látek ve vodě) Uvolnění otázky Ne Typ otázky Uzavřená s tvorbou odpovědi Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Neživé systémy Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Doba umělohmotná

průměr 46,33 37,84 43,70 39,69

chlapci 46,70 40,74 45,91 42,36

Kód úlohy: S413

dívky 45,86 34,87 41,33 37,02

Počet otázek: 3

Kód otázky

S413Q04

Charakteristika otázky

Určení výrobků, k jejichž zhotovení je vhodný materiál s danými vlastnostmi Ne Komplexní s výběrem odpovědi Používání vědeckých důkazů Technické systémy -

Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Hranice vědy a techniky / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 45,09 41,44 44,57 43,04

74

chlapci 47,91 43,19 47,12 45,46

dívky 41,61 39,63 41,85 40,62

Úloha: Doba umělohmotná

Kód úlohy: S413

Počet otázek: 3

Kód otázky Charakteristika otázky

S413Q05 Vybrání vhodného umělohmotného materiálu k výrobě automobilové součástky na základě daných vlastností Uvolnění otázky Ne Typ otázky S výběrem odpovědi Kompetence Používání vědeckých důkazů Technické systémy Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 73,16 65,58 76,25 69,11

chlapci 74,00 66,13 75,65 69,18

dívky 72,11 65,00 76,89 69,04

Úloha: S415 - Solární kolektory Úloha: Solární kolektory

Kód úlohy: S415

Počet otázek: 3

Kód otázky

S415Q07

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Určení otázek zodpověditelných vědeckými pokusy Ne Komplexní s výběrem odpovědi Rozpoznávání přírodovědných otázek Vědecký výzkum Přírodní zdroje / Osobní 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR[%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 72,93 72,05 72,76 72,72

75

chlapci 71,18 70,00 69,93 70,68

dívky 75,27 74,23 75,86 74,79

Úloha: Solární kolektory

Kód úlohy: S415

Kód otázky

S415Q02

Počet otázek: 3

Charakteristika otázky

Souvislost maximálního elektrického výkonu kolektorů s denní dobou– práce s grafem Uvolnění otázky Ne Typ otázky S výběrem odpovědi Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Systémy Země a vesmíru Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Přírodní zdroje / Globální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha:Solární kolektory

průměr 82,34 78,35 80,81 77,57

Kód úlohy: S415

chlapci 82,14 77,81 80,12 77,06

dívky 82,62 78,92 81,57 78,09

Počet otázek: 3

Kód otázky

S415Q08

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Výběr problémů, které by měli řešit vědci Ne Komplexní s výběrem odpovědi Rozpoznání přírodovědných otázek Vědecký výzkum Přírodní zdroje / Globální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR[%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 53,64 57,68 54,98 59,65

76

chlapci 54,53 56,95 55,71 59,61

dívky 52,46 58,44 54,18 59,72

Úloha: S425 - Ostrov tučňáků Úloha: Ostrov tučňáků Kód otázky

Kód úlohy: S425

Počet otázek: 4

S425Q03

Charakteristika otázky

Vymyšlení hypotézy vysvětlující pokles počtu tučňáků na ostrově Uvolnění otázky Ne Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Vědomosti z přírodních věd Živé systémy Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR[%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 44,80 41,43 54,18 43,80

chlapci 44,51 42,86 54,46 44,93

dívky 45,19 39,99 53,88 42,69

Úloha: Ostrov tučňáků

Kód úlohy: S425

Počet otázek: 4

Kód otázky

S425Q05

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Výběr klíčových slov pro vyhledávání informací. Ne S výběrem odpovědi Rozpoznávání přírodovědných otázek Vědecký výzkum Životní prostředí / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR[%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 69,16 68,99 67,06 68,34

77

chlapci 66,22 66,84 66,05 66,10

dívky 73,07 71,22 68,13 70,59

Úloha: Ostrov tučňáků

Kód úlohy: S425

Počet otázek: 4

Kód otázky

S425Q02

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Výběr správného závěru na základě údajů v tabulce Ne S výběrem odpovědi Používání vědeckých důkazů Vědecká vysvětlení Životní prostředí / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 41,31 45,80 42,54 47,40

Úloha: Ostrov tučňáků

Kód úlohy: S425

Kód otázky

S425Q04

chlapci 41,45 47,77 42,43 49,46

dívky 41,12 43,83 42,66 45,35

Počet otázek: 4

Charakteristika otázky

Vyhodnocení, zda-li jsou poskytnutá data dostačující pro vytvoření daného závěru Uvolnění otázky Ne Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi Kompetence Používání vědeckých důkazů Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 30,07 30,09 25,58 29,38

78

chlapci 25,70 28,10 22,28 27,35

dívky 35,91 32,16 29,13 31,45

Úloha: S428 - Bakterie v mléce Úloha: Bakterie v mléce

Kód úlohy: S428

Kód otázky

S428Q01

Počet otázek: 3

Charakteristika otázky

Určení bakterií, které se nejvíce rozmnoží během dvou hodin na základě údajů v tabulce Uvolnění otázky Ne Typ otázky S výběrem odpovědi Kompetence Používání vědeckých důkazů Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení Kontext / Situace Přírodní zdroje / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 71,75 61,68 68,77 60,50

chlapci 75,70 64,04 72,81 64,15

dívky 66,73 59,27 64,32 56,82

Úloha: Bakterie v mléce

Kód úlohy: S428

Počet otázek: 3

Kód otázky

S428Q03

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Výběr tvrzení podloženého údaji v grafu Ne S výběrem odpovědi Používání vědeckých důkazů Vědecká vysvětlení Přírodní zdroje / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 75,32 71,35 74,03 73,00

79

chlapci 75,96 71,30 73,62 73,27

dívky 74,51 71,38 74,48 72,72

Úloha: Bakterie v mléce

Kód úlohy: S428

Počet otázek: 3

Kód otázky

S428Q05

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Vliv antibiotik na výrobu jogurtu Ne Otevřená s tvorbou odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Živé systémy Přírodní zdroje / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 44,22 43,87 45,34 45,16

chlapci 44,84 43,90 43,61 45,44

dívky 43,43 43,80 47,23 44,87

Úloha: S438 - Parková zeleň Úloha: Parková zeleň

Kód úlohy: S438

Počet otázek: 3

Kód otázky

S438Q01

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Výběr zdrojů informací Ne Komplexní s výběrem odpovědi Rozpoznávání přírodovědných otázek Vědecký výzkum Životní prostředí / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 88,21 83,24 88,02 83,72

80

chlapci 86,33 81,43 86,73 81,92

dívky 90,58 85,09 89,43 85,57

Úloha: Parková zeleň

Kód úlohy: S438

Počet otázek: 3

Kód otázky

S438Q02

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Určení otázky ověřované pokusem Ne S výběrem odpovědi Rozpoznávání přírodovědých otázek Vědecký výzkum Životní prostředí / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Parková zeleň Kód otázky

průměr 59,66 65,57 60,28 66,69

Kód úlohy: S438

chlapci 57,14 63,12 58,82 64,39

dívky 62,84 68,07 61,88 69,01

Počet otázek: 3

S438Q03

Charakteristika otázky

Vysvětlení proč je experiment se stejnými parametry opakován na různých místech Uvolnění otázky Ne Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum Kontext / Situace Životní prostředí / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 34,64 38,91 32,12 39,32

81

chlapci 31,47 36,05 29,35 37,26

dívky 38,66 41,81 35,14 41,38

Úloha: S465 - Různé podnebné pásy Úloha: Různé podnebné pásy

Kód úlohy: S465

Počet otázek: 3

Kód otázky

S465Q01

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Popis podnebí dané oblasti – práce s mapou a grafy Ne Otevřená s tvorbou odpovědi Používání vědeckých důkazů Vědecká vysvětlení Životní prostředí / Globální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce

průměr 46,07 50,17 40,81 46,83

2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Různé podnebné pásy

chlapci 47,59 50,47 38,54 47,17

Kód úlohy: S465

dívky 44,20 49,87 43,33 46,50

Počet otázek: 3

Kód otázky

S465Q02

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Období léta na jižní a severní polokouli Ne S výběrem odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Systémy země a vesmíru Životní prostředí / Globální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR[%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 57,88 60,90 54,13 60,36

82

chlapci 58,21 60,81 53,33 60,71

dívky 57,48 61,02 55,01 60,03

Úloha:Různé podnebné pásy

Kód úlohy: S465

Počet otázek: 3

Kód otázky

S465Q04

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Faktory ovlivňující podnebí – práce s mapou a grafy Ne S výběrem odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Systémy Země a vesmíru Životní prostředí / Globální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce

průměr 44,54 36,27 41,67 36,24

2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR[%] 2009 / mezinárodní [%]

chlapci 47,08 38,63 39,47 38,44

dívky 41,42 33,83 44,10 34,04

Úloha: S466 - Lesní požáry Úloha: Lesní požáry

Kód úlohy: S466

Počet otázek: 3

Kód otázky

S466Q01

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext/ Situace Úloha použita v letech

Popis modelu lesního požáru Ne Komplexní s výběrem odpovědi Rozpoznání přírodovědných otázek Vědecký výzkum Rizika / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 73,96 71,00 76,21 73,54

83

chlapci 73,99 69,32 73,79 72,07

dívky 73,91 72,71 78,95 75,08

Úloha: Lesní požáry

Kód úlohy: S466

Počet otázek: 3

Kód otázky Charakteristika otázky

S466Q07 Určení otázek týkajících se prevence lesního požáru, na které může dát odpověď vědecký pokus Uvolnění otázky Ne Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi Kompetence Rozpoznání přírodovědných otázek Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum Kontext / Situace Rizika / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 80,35 74,86 72,51 70,33

Úloha: Lesní požáry

Kód úlohy: S466

Kód otázky

chlapci 78,18 71,53 68,30 66,55

dívky 83,09 78,26 77,27 74,19

Počet otázek: 3

S466Q05

Charakteristika otázky

Předpověď šíření požáru na základě obrázku a předpovědi počasí Uvolnění otázky Ne Typ otázky S výběrem odpovědi Kompetence Používání vědeckých důkazů Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení Kontext / Situace Rizika / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 65,02 55,71 61,94 53,15

84

chlapci 67,86 58,33 63,13 55,66

dívky 61,44 53,00 60,60 50,60

Úloha: S478 - Antibiotika Úloha: Antibiotika

Kód úlohy: S478

Kód otázky Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Počet otázek: 3

S478Q01 Určení na co působí antibiotika Ne S výběrem odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Živé systémy Zdraví / Osobní 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Antibiotika

průměr 43,56 42,82 42,87 42,96

Kód úlohy: S478

chlapci 43,57 42,00 43,53 42,65

dívky 43,56 43,69 42,16 43,28

Počet otázek: 3

Kód otázky Charakteristika otázky

S478Q02 Interpretace výsledků měření – práce s textem a obrázkem Uvolnění otázky Ne Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi Kompetence Používání vědeckých důkazů Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení Kontext / Situace Zdraví / Osobní Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Antibiotika

průměr 54,65 50,98 55,77 54,62

Kód úlohy: S478

Kód otázky Charakteristika otázky

chlapci 57,84 52,22 55,01 55,74

dívky 50,73 49,71 56,58 53,52

Počet otázek: 3

S478Q03 Rozhodnutí o správnosti výroků na základě znalostí o antibiotikách Uvolnění otázky Ne Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Vědomosti z přírodních věd Živé systémy Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Zdraví / Osobní Úloha použita v letech 2006, 2009

85

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 69,96 67,68 74,08 69,09

chlapci 67,13 65,15 70,32 66,15

dívky 73,44 70,30 78,10 72,03

Úloha: S498 - Pokus s trávením Úloha: Pokus s trávením

Kód úlohy: S498

Počet otázek: 3

Kód otázky Charakteristika otázky

S498Q02 Výběr správných důvodů pro volbu dané podmínky experimentu Uvolnění otázky Ne Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi Kompetence Rozpoznávání přírodovědných otázek Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum Kontext / Situace Jiné / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 50,38 46,91 42,02 45,01

chlapci 47,31 47,69 42,92 46,40

dívky 54,74 46,16 41,06 43,63

Úloha: Pokus s trávením

Kód úlohy: S498

Počet otázek: 3

Kód otázky Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

S498Q03 Výběr vhodného experimentu pro vyvrácení hypotézy Ne S výběrem odpovědi Rozpoznávání přírodovědných otázek Vědecký výzkum Jiné / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 44,85 42,61 44,92 38,92

86

chlapci 41,88 41,49 43,49 38,55

dívky 49,06 43,78 46,45 39,29

Úloha: Pokus s trávením

Kód úlohy: S498

Počet otázek: 3

Kód otázky Charakteristika otázky

S498Q04 Vyvození závěru z experimentu a zdůvodněni tohoto závěru Uvolnění otázky Ne Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi Kompetence Používání vědeckých důkazů Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecká vysvětlení Kontext / Situace Jiné / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 56,36 59,93 54,77 64,70

chlapci 53,96 57,13 51,14 61,83

dívky 59,77 62,82 58,65 67,62

Úloha: S514 - Zástavba a přírodní katastrofa Úloha: Zástavba a přírodní katastrofa Kód úlohy: S514 Počet otázek: 3 Kód otázky Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

S514Q02 Využití techniky pro přesun velkého množství zeminy Ne Otevřená s tvorbou odpovědi Používání vědeckých důkazů Technické systémy Rizika / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 86,51 85,16 84,03 84,90

87

chlapci 86,64 85,55 84,13 85,25

dívky 86,08 84,75 83,92 84,54

Úloha: Zástavba a přírodní katastrofa Kód úlohy: S514 Počet otázek: 3 Kód otázky Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

S514Q03 Výběr místa, kde by po terénních úpravách hrozilo nebezpečí přírodní katastrofy při nové výstavbě Ne Otevřená s tvorbou odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Systémy Země a vesmíru Rizika / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 61,35 46,57 64,71 48,99

chlapci 63,32 48,85 65,29 51,65

dívky 58,71 44,25 64,08 46,33

Úloha: Zástavba a přírodní katastrofa Kód úlohy: S514 Počet otázek: 3 Kód otázky Charakteristika otázky

S514Q04 Roztřídění příkladů opatření zmírňujících škody způsobené přírodními katastrofami Uvolnění otázky Ne Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi Kompetence Používání vědeckých důkazů Technické systémy Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Rizika / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 59,30 52,20 62,85 55,93

88

chlapci 54,71 49,75 59,77 54,01

dívky 65,52 54,75 66,22 57,92

Úloha: S519 - Airbagy Úloha: Airbagy

Kód úlohy: S519

Počet otázek: 3

Kód otázky

S519Q01

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Vysvětlení výhody použití airbagu – práce s grafem Ne Otevřená s tvorbou odpovědi Používání vědeckých důkazů Vědecká vysvětlení Hranice vědy a techniky / Sociální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Airbagy Kód otázky

průměr 33,95 35,32 32,86 39,72

Kód úlohy: S519

chlapci 33,10 33,34 30,62 37,85

dívky 35,15 37,31 35,39 41,67

Počet otázek: 3

S519Q02

Charakteristika otázky

Posouzení správnosti tvrzení týkajících se dějů při aktivaci airbagu Uvolnění otázky Ne Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Neživé systémy Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Hranice vědy a techniky/ Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 57,53 52,62 55,93 54,80

89

chlapci 58,01 54,38 57,33 56,39

dívky 56,84 50,83 54,35 53,22

Úloha: Airbagy

Kód úlohy: S519

Kód otázky

Počet otázek: 3

S519Q03

Charakteristika otázky

Na základě textu určit, na co by se měl soustředit vědecký výzkum týkající se airbagů Uvolnění otázky Ne Typ otázky Otevřená s tvorbou odpovědi Kompetence Rozpoznání přírodovědných otázek Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Vědecký výzkum Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Sociální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 31,63 28,71 27,55 25,40

chlapci 30,10 27,49 27,15 24,07

dívky 33,82 29,98 28,00 26,73

Úloha: S521 - Vaření v přírodě Úloha: Vaření v přírodě

Kód úlohy: S521

Počet otázek: 2

Kód otázky

S521Q02

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Zdroj uhlíku v sazích přio hoření různých paliv Ne S výběrem odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Neživé systémy Hranice vědy a techniky / Osobní 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 61,05 55,91 56,54 54,17

90

chlapci 67,27 58,64 62,04 57,10

dívky 53,26 53,06 50,32 51,15

Úloha: Vaření v přírodě

Kód úlohy: S521

Počet otázek: 2

Kód otázky

S521Q06

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Vysvětlení značení na lahvi propanu Ne S výběrem odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Neživé systémy Hranice vědy a techniky / Osobní 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 94,71 88,14 94,29 89,17

chlapci 94,73 86,77 92,54 87,45

dívky 94,69 89,53 96,27 90,92

Úloha: S527 - Vyhynutí dinosaurů Úloha: Vyhynutí dinosaurů

Kód úlohy: S527

Počet otázek: 3

Kód otázky

S527Q01

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Určení hypotézy, kterou dané zjištění podporuje Ne Komplexní s výběrem odpovědi Používání vědeckých důkazů Vědecká vysvětlení Hranice vědy a techniky / Globální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 17,17 16,08 16,09 17,71

91

chlapci 17,64 17,56 17,69 19,49

dívky 16,54 14,56 14,28 15,87

Úloha: Vyhynutí dinosaurů

Kód úlohy: S527

Počet otázek: 3

Kód otázky

S527Q03

Charakteristika otázky Uvolnění otázky Typ otázky Kompetence Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Úloha použita v letech

Rozhodnutí o pravdivost výroků o zkamenělinách Ne Komplexní s výběrem odpovědi Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Systémy Země a vesmíru Hranice vědy a techniky / Globální 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

Úloha: Vyhynutí dinosaurů Kód otázky

průměr 59,51 57,96 53,29 57,21

chlapci 61,96 58,98 53,19 58,37

Kód úlohy: S527

dívky 56,28 56,91 53,41 56,02

Počet otázek: 3

S527Q04

Charakteristika otázky

Rozhodnutí, zda lze z uvedených objevů vyvodit dané závěry Uvolnění otázky Ne Typ otázky Komplexní s výběrem odpovědi Kompetence Vysvětlování jevů pomocí přírodních věd Systémy Země a vesmíru Vědomosti z přírodních věd Vědomosti o přírodních vědách Kontext / Situace Hranice vědy a techniky / Globální Úloha použita v letech 2006, 2009

Souhrnné výsledky (Průměrné procento správných odpovědí): Výzkum v roce 2006 / ČR [%] 2006 / mezinárodní [%] 2009 / ČR [%] 2009 / mezinárodní [%]

průměr 54,40 53,72 52,30 53,13

92

chlapci 57,68 54,77 55,53 54,72

dívky 50,04 52,60 48,67 51,49