Борисова Н.В. "Об оценке межпредметной компетентности 15-летних учащихся общеобразовательных учреждений Чувашской Республики на примере естественных наук"

Об оценке межпредметной компетентности 15-летних учащихся общеобразовательных учреждений Чувашской Республики на примере естественных наук

Борисова Н.В., доцент каф. ЕНД ЧРИО, к.п.н.

В последнее время отмечается заметное снижение естественнонаучной мотивации учащихся, связанное с сохраняющейся тенденцией гуманитаризации общего образования.

Результаты российско-нидерландского проекта «Повышение мотивации в изучении естественных наук», реализуемого в Ярославской области и Чувашии, констатировали:

-2/3 российских учащихся не имеют четкого представления о том, где они хотят учиться и кем работать в будущем,

-1/5 часть школьников хотела бы получить образование, не связанное с естественными науками, и лишь

-1/10 часть обучающихся собирается получить образование или работать в области, связанной с естествознанием.

Общероссийские цифры были подтверждены результатами опроса учащихся пилотных школ Чувашской Республики (2006-08 гг.): 61,6% обучающихся не имеет четких планов на будущее и только 10,3% хотят в дальнейшем продолжить изучение естественных наук.

Однако, в связи с серьезными изменениями в системе российского образования и переходом на ФГОС второго поколения, на арену выходит новый подход – компетентностный, который связан с необходимостью непрерывного самообразования молодых людей, овладением новыми информационными технологиями, умением сотрудничать и работать в группах.

Рассматриваемые изменения в образовании нашли отражение в программе международного исследования PISA (Programme for International Student Assessment), основной целью которого является оценка подготовленности учащихся 15-летнего возраста к активному участию в жизни общества, т.е. их функциональной грамотности

Наряду с формированием предметных знаний и умений, школа должна обеспечивать развитие у учащихся умений использовать свои знания в разнообразных ситуациях, близких к реальным.

Естественнонаучные знания и умения учащихся формируются при изучении предметов естественнонаучного цикла: физики (с элементами астрономии), биологии, химии, географии.

Под естественнонаучной грамотностью понимается способность учащихся использовать естественнонаучные знания для отбора в реальных жизненных ситуациях тех проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах, необходимых для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, а также для принятия соответствующих решений. Естественнонаучная грамотность включает следующие компоненты:

- общепредметные (общеучебные) умения, формируемые в рамках естественнонаучных предметов;

- естественнонаучные понятия и ситуации, в которых используются естественнонаучные знания. В цели исследования входит комплексная проверка этих умений и понятий.

Но основное внимание уделяется проверке умений:

- выделять из предложенных вопросов те, на которые естественные науки могут дать ответ;

- делать научно обоснованные выводы на основе предложенной информации и др.

В 2011 году кафедрой естественнонаучных дисциплин ЧРИО совместно с Организационно-методическим Центром института было проведено исследование уровня естественнонаучной грамотности 15-летних учащихся общеобразовательных учреждений Чувашской Республики. Следует отметить, что его результаты носят предварительный характер.

В задачи исследования входило:

1. Проанализировать текущую ситуацию по естественнонаучной грамотности в регионе.

2. Сравнить результаты естественнонаучной грамотности 15-летних учащихся по районам республики.

3. Оценить результаты межпредметной компетентности 15-летних учащихся ЧР на примере естественных наук в сравнении с данными по РФ.

За основу были взяты тесты по заданиям PISA(биология, химия, физика). Материалы, используемые в исследовании, представлены в приложении.

Содержание заданий относится к 3 темам: 1) системы, связанные с Землей; 2) физические системы; 3) системы живой природы.

Распределение вопросов

Предварительные результаты:

1. В исследовании приняли участие 2666 учащихся  ОУ ЧР 15 –летнего возраста из 18  районов и  5 городов: Алатырский, Аликовский, Батыревский, Вурнарский, Ибресинский, Канашский, Козловский, Комсомольский, Красноармейский, Красночетайский, Марпосадский, Порецкий,  Урмарский, Цивильский, Шемуршинский, Ядринский, Яльчикский, Янтиковский, г.Алатырь, г.Канаш, г.Шумерля, г. Новочебоксарск, Чебоксары.

Не участвовали представители районов: Моргаушского, Чебоксарского, Шумерлинского.

В тестировании приняли участие представители 105 ОУ ЧР (21% всех школ нашей республики).

2. Содержание задания относится к трем темам:  1)системы, связанные с Землей и Вселенной; 2) физические системы;  3) системы живой природы. 100% решаемость имеется на вопросы, в которых осуждаются проблемы систем живой природы.

3. Заданием  « Питьевая вода»   проверяется компетенция «научное объяснение явлений». В ходе проверке работ выяснилось, что компетенция  «научное объяснение явлений» сформирована у большинства 15-летних школьников.

4. Вопросы в задании «Питьевая вода» принадлежат двум областям применения  знаний:

«здоровье» и   «природные ресурсы». 100 % решаемость наблюдалась в первом случае.  Для 15-летних школьников «природные ресурсы» являются более абстрактным понятием, чем  «здоровье»,  поэтому и отвечали они лучше на вопросы по здоровью.

5. Контекст вопросов к  заданию содержал следующий характер: личностный,  социальный, глобальный. Лучше справились с вопросами личностной и социальной направленности, чем глобального характера. Это легко объяснить, у 15-летних школьников глобальное мировоззрение еще не сформировано.

6. Задание «Питьевая вода» содержало три типа вопросов: с открытым свободно-конструируемым ответом, комплексный с выбором ответа, с  выбором ответа.  Вид представления ответа не сказался на качестве решения самого задания.

7.Оценка выполнения вопроса на задание «Питьевая вода» составляла 1 балл при условии, что ответ принимается полностью. Не засчитывался балл, если повторялась информация из текста задания; без  объяснения – почему; «элементы” не раскрыты; ответ отсутствует.

8. Самым решаемым вопросом в задании «Питьевая вода» среди школьников ЧР является

-Зачем в воду добавляют хлор? На него правильно ответили 95.64% респодентов.

А вот у российских школьников самый решаемый вопрос был другой:

- Может ли употребление загрязненной воды вызвать следующие заболевания: Диабет, диарею, ВиЧ-инфекция или СПИД. На него правильно ответили 90.2% опрашиваемых.

9. Уровень работ школьников ЧР по всем вопросам в задании «Питьевая вода» выше статистического уровня российских школьников.

10. Из трех вариантов ответа на вопрос «Насколько вам интересно следующее»: 

 - узнать, как проверяют воду на заражение бактериями,

 - узнать, как химически обрабатывают запасы воды,

       -узнать,  какими болезнями  можно заразиться, когда пьешь воду;

   самым популярным является последний из них (55%).

11. Отношение к науке у 15-летних школьников ЧР достаточно высокое: только 3 % респондентов  «не интересно» было отвечать на вопросы задания «Питьевая вода». Сравнить с российскими сверстниками невозможно из-за отсутствия данных.

1. Содержание заданий относятся к двум темам: 1) системы, связанные с Землей и Вселенной; 2) физические системы. 
2. Задание имеет интегрированный характер.  Для ответа на вопросы необходимо иметь знания оптики из курса физики и элементарной астрономии.
3. Предмет «Астрономия» в школах Чувашской республики не изучается, наблюдения за  астрономическими объектами не проводятся. В связи с этим этот вопрос для наших учащихся не традиционный (не привычный). 
4. При ответе на первый  вопрос повлияла   эрудиция наших школьников.

Вывод: 1.Общий уровень эрудиции наших школьников в среднем выше средних по России на 5,87%.

              2. Знания физических систем из области «Оптика» наши пятнадцатилетние школьники  показали знания в среднем выше средних Российских показателей на 16,25%.

Оценка выполненных заданий

                                                                                                            Приложение 1

1. ПИТЬЕВАЯ ВОДА

На рисунке, приведенном выше, показано, как вода, которая подается в  городские дома, становится пригодной для питья.

Вопрос 1.1

Важно иметь источник хорошей питьевой воды. Воды, которые находятся под землей, называются грунтовыми водами. Назовите одну причину, почему в грунтовой воде меньше бактерий и загрязняющих частиц, чем в воде, взятой из поверхностных источников, таких как озера и реки.

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

(1) Решетка

Источник воды

(водохранилище или озеро)

Подача воды в

водопроводный

(2) Отстойник                          (3) Фильтр        (4)Хлорирование   (5) Проверка

качества воды

Вопрос 1.2

Очистка воды часто осуществляется в несколько этапов, включающих в себя различные способы. Процесс очистки, показанный на рисунке, включает в себя четыре этапа (пронумерованные 1-4). На втором этапе вода собирается в отстойнике. Каким образом происходит очистка воды на этом этапе?

A Бактерии, находящиеся в воде, погибают.

B В воду добавляют кислород.

C Гравий и песок оседают на дно.

D Токсичные вещества растворяются.

Вопрос 1.3

На четвертом этапе процесса очистки вода хлорируется. Зачем в воду добавляют хлор?

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Вопрос 1.4

Предположим, что сотрудники водоочистительных сооружений, ответственные за контроль качества воды, при сборе очередной пробы обнаружили в воде какие-то опасные бактерии после того, как очистительный процесс уже был завершен. Что должны сделать в этом случае люди у себя дома перед тем, как пить

эту воду?

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

...............................................................................................................................

Вопрос 1.5

Может ли употребление загрязненной воды вызвать следующие заболевания? Обведите «Да» или «Нет» для каждого случая.

Вопрос 1.6

Насколько вам интересно следующее? Отметьте только одну клетку в каждой строке.

Очень интересно (1)

Интересно (2)

Мало интересно (3)

Не интересно (4)

a) Узнать, как проверяют воду на заражение бактериями 1 2 3 4

b) Узнать больше о химической обработке запасов воды 1 2 3 4

c) Узнать о болезнях, которыми можно заразиться, когда пьешь воду 1 2 3 4 

2. КУРЕНИЕ ТАБАКА

Табак курят в виде сигарет, сигар и курительных трубок. Исследования показывают, что заболевания, связанные с курением табака, каждый день убивают около 13500 людей во всем мире. По прогнозам, к 2020 году заболевания, связанные с курением табака, будут причиной 12% всех смертей в мире.

Табачный дым содержит много вредных веществ. Наиболее разрушительные вещества – смола, никотин и угарный газ.

Вопрос 6.1

Табачный дым вдыхают в легкие. Смола от дыма оседает в легких, и это нарушает их нормальную деятельность. Что из перечисленного является функцией легких?

A Доставлять насыщенную кислородом кровь ко всем частям вашего тела.

B Насыщать вашу кровь кислородом, которым вы дышите.

C Очищать вашу кровь, уменьшая до нуля количество углекислого газа.

D Превращать молекулы углекислого газа в молекулы кислорода.

Вопрос 6.2

Курение табака увеличивает риск заболевания раком легких и некоторыми другими болезнями. Увеличивается ли риск заболевания следующими болезнями при курении табака? Обведите «Да» или «Нет» в каждой строке.

Вопрос 6.3

Некоторые люди используют никотиновый пластырь, чтобы помочь себе бросить курить. Пластырь прикрепляется на кожу и выделяет никотин в кровь. Это помогает ослабить желание курить и избавляет от симптомов, связанных с прекращением курения. Чтобы исследовать эффективность никотинового пластыря, была случайным образом  сформирована группа из 100 курильщиков, которые хотят бросить курить. Эта группа исследовалась в течение шести месяцев. Эффективность никотинового пластыря определялась числом людей из группы, которые в конце исследования не начали снова курить. Какой из следующих планов эксперимента является наилучшим?

A Все люди в группе носят пластыри.

B Все носят пластыри, кроме одного человека, который пытается бросить курить, не используя пластырь.

C Люди сами выбирают, будут ли они пользоваться пластырем, чтобы бросить курить.

D Случайно выбранная половина людей использует пластыри, а другая

половина не использует их.

Вопрос 6.4

Существуют различные способы воздействия на людей, чтобы они прекратили курить. Основаны ли следующие способы решения проблемы на применении достижений в области техники и технологии? Обведите «Да» или «Нет» в каждой строке.

3. ЗВЕЗДНЫЙ СВЕТ

Саша любит смотреть на звезды. Однако он не может как следует наблюдать за звездами ночью, потому что живет в большом городе. В прошлом году Саша был в сельской местности, где увидел огромное количество звезд, которые не мог видеть, когда находился в городе.

Вопрос 1.

Почему в сельской местности можно увидеть больше звезд, чем в больших городах?

A Луна в городах ярче, и она закрывает свет многих звезд.

B В сельской местности по сравнению с городской воздух содержит больше

частичек пыли, которые отражают свет.

C Многие звезды трудно увидеть из-за ярких городских огней.

D Воздух в городах теплее за счет выделения тепла от транспорта и домов.

Вопрос 2

Саша использует телескоп с линзами большого диаметра для того, чтобы наблюдать за неяркими звездами. Почему использование телескопа с линзами большого диаметра

позволяет наблюдать за неяркими звездами?

A Чем больше линзы, тем больше света они собирают.

B Чем больше линзы, тем сильнее они увеличивают.

C Большие линзы позволяют видеть больше небесного пространства.

D Большие линзы позволяют обнаружить темные цвета в звездах.