«Основные результаты сравнительных исследований качества школьного физического образования в РФ» Демидова М.Ю

Международные исследования TIMSS (Trends in Mathematics and Science Study) Международное иссле- дование математической и естественнонаучной подготовки учащихся 2007 г. Естествознание, 4 класс, 8 класс (1 раз в 4 года) 2008 г. Физика, 11 класс (1 раз в лет) PISA (Programme for International Student Assessment) Международное иссле- дование образователь- ных достижений уча- щихся 2009 г. Естественно- научная грамотность, 15-летние учащиеся (1 раз в 3 года)

Что проверяется? TIMSS Сравнительная оценка обще- образовательной подготовки учащихся по математике и естествознанию. В заданиях проверяется: фактические знания концептуальное понимание (приводить примеры, сравнивать, классифицировать и т.д.) установление причинно- следственных связей и анализ (объяснение явлений, планирование исследований и т.д.) PISA Естественнонаучная грамотность – понимание естественнонаучных понятий, применение естественнонаучных знаний и методов, размышление на основе научных доказательств. В заданиях проверяется: Распознавание и постановка научных вопросов Научное объяснение явлений Использование научных доказательств

Основные результаты TIMSS 4 класс 546 баллов, 5 место среди 36 стран Выше - Сингапур и Тайвань 8 класс 530 баллов, 10 место среди 49 стран Выше - Сингапур, Тайвань, Япония, Корея, Англия, Чешская Республика TIMSS 11 класс, Физика 521 балл, 4 место среди 9 стран Выше – Нидерланды, Словения, Норвегия PISA 15-летние 478 баллов, место среди 65 стран Выше – 37 стран

TIMSS, 4 класс Отбор содержания Содержание тестов TIMSS – результат согласования между всеми странами-участницами. 4 класс: Физические науки – из 7 предложенных тем не включены в наш стандарт 5 тем. ( Источники энергии, тепловые явления. Световые явления. Звуковые явления. Электрические и магнитные явления. Силы и движение.) 70% заданий по этому разделу выходило за рамки программы. Российские выпускники начальной школы продемонстрировали самые лучшие результаты среди всех стран-участниц по 9 заданиям (7 из них относятся к области «физические науки» и являются внепрограммным материалом).

Проблемы: Что делается: В начальной школе - несоответствие содержания стандарта познавательным интересам учащихся. Преимущество в содержании элементов «описательной» биологии перед «объяснительными» физикой и химией препятствует эффективной организации исследовательской деятельности. В стандартах второго поколения Уменьшается естественнонаучная часть предмета «Окружающий мир (без изменений содержания). В основной школе уничтожается предмет «Природоведение» («Естествознание») Увеличивается курс биологии (начало с 5 класса)

TIMSS. Результаты по видам учебно- познавательной деятельности Умения и виды учебно- познавательной деятельности 4 класс8 класс Фактические знания (знание фактов и процедур) 61%68% Концептуальное понимание, использование понятий 61%49% Установление причинно-следственных связей и анализ (включая оценку и решение проблем) 56%44%

TIMSS, 8 класс Результаты выполнения заданий Тема «Электрический ток» Различают проводники и диэлектрики - 93% Знают, что металлы обладают не только самой высокой электропроводностью, но и теплопроводностью - 82%. Сравнивают силы тока при последовательном и параллельном соединениях проводников -51%. С расчетом сопротивления резистора при заданных показаниях амперметра и напряжении батарейки справляется 47%.

TIMSS, 8 класс Результаты выполнения заданий Приступило 65%, полностью справилось 29,4%. Для сравнения: в Сингапуре приступило к выполнению 96% учащихся, а справились с ним 67% школьников. Пример

TIMSS, Мальчики и девочки Выпускники начальной школы, 8 класс по биологии, химии и географии – нет различий. По физике результаты мальчиков в среднем выше, чем девочек (530 и 509 баллов соответственно). Результаты: Среднее – 40% Мальчики – 50% Девочки – 30%

Межпредметное взаимодействие TIMSS Закон сохранения массы В химических реакциях – порядка 50% В физических процессах– порядка 30% Закон сохранения энергии (превращение энергии в различных процессах) Очень высокие результаты для физических процессов, (особенно механика) низкие для биологических. PISA Низкие результаты для заданий, требующих привлечения фактической информации из разных предметов.

Для приготовления льда в морозильную камеру поставили стакан, содержащий 300 г воды. Какова будет масса полученного льда после того, как вся вода замерзнет? Межпредметное взаимодействие TIMSS-2007

PISA «Температура воздуха на Земле» Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере частично вызвано использованием определенных источников энергии. Ниже перечислено несколько источников энергии. Укажите, приводит или нет использование каждого из них к образованию углекислого газа. Обведите «Да» или «Нет» в каждой строке. РФ – 19,7%, Средний международный – 33% Источник энергииПровидит ли к образованию углекислого газа? Ядерная энергияДа / Нет Энергия угляДа / Нет Энергия сырой нефтиДа / Нет Геотермальная энергия (например, гейзеров) Да / Нет Межпредметное взаимодействие

8 класс, программный материал, 51%. Саша поставил чайник с водой на плиту. Он измерил температуру воды, как только она начала кипеть. Термометр показал температуру 100˚С. Саша увеличил температуру горелки. Вода продолжала кипеть в течение 5 мин. После этого он снова измерил температуру воды. Какую температуру покажет термометр: ниже 100˚С, 100˚С или выше 100˚С? Ответ: _____________________ Объясните свой ответ. 8 класс, внепрограммный материал, 53%. Полина взяла два одинаковых сосуда и наполнила их одинаковым количеством воды. В одном из сосудов она растворила столовую ложку соли и поместила оба сосуда в морозильную камеру. Полина заглядывала в морозильник каждые пять минут – до тех пор, пока в одном из сосудов не образовался лед. Что выяснила Полина в результате своего эксперимента? Ответ: _____________________ Влияние внешкольной информации

TIMSS, 11 класс Структура теста по содержанию СодержаниеTIMSSЕГЭ Механика24 %29 % Молекулярная физика и термодинамика 16 %23 % Электродинамика и СТО38 %31 % Квантовая физика22 %17 %

TIMSS, 11 класс. Расчетные задачи. РФ - 51%, ср. международное – 46% Два конькобежца, один массой 80 кг, другой - 60 кг, стоят на льду лицом к лицу. Они отталкиваются друг от друга и скользят в противоположные стороны. Через несколько секунд расстояние между ними составляет 4 м. Какое расстояние проехал к этому времени конькобежец массой 60 кг? Трением и сопротивлением воздуха можно пренебречь. Приведите решение. Решили – 21%, ср. межд. – 22%.

TIMSS, 11 класс. Качественные задачи. РФ -50%, ср. международное – 47% Осциллограф используется для анализа двух музыкальных звуков (I и II), записанных с помощью микрофона. Получены две осциллограммы (см. рисунок). Настройка осциллографа одинакова в обоих случаях. Какое из следующих утверждений верно? Звук I по сравнению со звуком II Агромче и выше. Вгромче и ниже. Стише и выше. Dтише и ниже. Решили – 82%, ср. межд. – 63%.

TIMSS, 11 класс. Воспроизведение знаний. РФ - 58%, ср. международное – 56% Атомное ядро обозначается буквенным символом с верхним и нижним индексами. Каково правильное обозначение для ядра, состоящего из шести протонов и восьми нейтронов? (Первые элементы в порядке возрастания массового числа: водород, гелий, литий, бериллий, бор, углерод, азот и кислород.) Выполнили 38%, ср. межд. – 41%

TIMSS, 11 класс. Динамика 1995 – 2008 гг. 546 баллов 521 балл На рисунке изображена коробка с четырьмя клеммами: P, Q, R и S. Известно следующее: 1. Между P и Q существует некоторое сопротивление. 2. Сопротивление между P и R в 2 раза больше, чем между P и Q. 3. Между Q и S нет заметного сопротивления. Считая, что все указанные сопротивления равны, определите, какая из следующих электрических цепей вероятнее всего находится в коробке? 92% 84% (ср. межд. 87%)

TIMSS. 11 класс

PISA. Естественнонаучная грамотность: узнавание жизненных ситуаций, имеющих отношение к науке и технологии (контекст заданий); понимание материального мира на основе научных знаний, что предполагает как владение знаниями об окружающем мире, так и знаниями о естественных науках (знаниевый компонент); обладание компетенцией, которая включает умение поставить научные вопросы, обратиться к имеющимся знаниям и использовать их, делать выводы на основе имеющихся фактов; интерес к естественнонаучному знанию, включение естественнонаучной деятельности в систему собственных ценностей. РФ: 2006 г. – 479 баллов, 2009 г. – 478 баллов

PISA РФ – 43,1%, ср. международный – 39,7% Материалы из пластика имеют различную плотность. Чтобы их различить, кусочки различных материалов можно поместить в жидкости различной плотности. В пустых ячейках таблицы поставьте «+», если вы считаете, что кусочек пластика всплывет, или «-», если вы думаете, что он утонет. Предметная диагностика, г.Москва – 64% В какой из перечисленных ниже жидкостей будет тонуть шарик из парафина? 1) спирт 2) ртуть 3) масло машинное 4) вода морская (Приводится справочная таблица плотностей) ПластикИспользованиеПлотностьЖидкость 1 3 Плотность 1,33 г/см 3 Жидкость 2 3 Плотность 1,00 г/см 3 Жидкость 3 3 Плотность 1,18 г/см 3 ПолистиролВешалка для пальто 3 1,06 г/см 3 ПоликарбонатАбажур для лампы 3 1,28 г/см 3 Влияние контекста

Работа с информацией PISA Поиск информации Ученые обнаружили, что существуют некоторые различия в степени выживания детенышей пингвинов в зависимости от того, где родители выбрали место для откладывания яиц. Ученые хотят проверить результаты предыдущего исследования, касающегося мест расположения гнезд пингвинов. Какое из следующих сочетаний ключевых слов является лучшим для поиска информации в библиотеке или Интернете? 1) Различие, выживание, пингвины, исследование. 2) Пингвины, расположение гнезде, выживание, яйца. 3) Расположение гнезда, выживание, яйца, исследование. 4) Пингвины, норы, кустарники, корни деревьев. РФ – 56%, ср. межд. – 68%, Япония – 85%, Южная Корея – 80%

TIMSS Выдержка из аналитического отчета: «Низкие результаты получены при выполнении заданий на проведение мысленных экспериментов с типичным лабораторным оборудованием; заданий, в которых необходимо было проанализировать проблему (в том числе и данные исследований) с целью определения этапов ее решения или найти способ или способы ее решения и объяснить или обосновать эти способы». Методы научного познания

. Выбрать правильный рисунок с расположением в стакане с водой термометра при измерении температуры - 47% Предложить порядок проведения опыта (при помощи электроплиток определить, в какой емкости содержится пресная вода, а в какой – соленая) - 41% Описать измерение объема двух золотых цепочек при помощи мензурки и воды - 23%. Сравнить два способа измерения объема материала, из которого сделана металлическая банка, - 8%. Самостоятельно описать проведение исследования (как удобрение влияет на рост растений) 3% (развернутый ответ) TIMSS. Методы изучения природы

Выдержка из аналитического отчета: «Наибольшее отставание от средних международных показателей российские учащиеся демонстрируют при выполнении заданий на интерпретацию данных исследований, выявлении данных исследований, лежащих в основе доказательств и выводов». Методы научного познания PISA Здесь диагностировались следующие позиции: Появление научных исследований (например, вследствие любопытства, возникновение научных проблем), цели (выдвижение рабочей идеи, модели, теории); наблюдения и эксперименты; данные (количественные измерения, качественные – наблюдения); измерения (неопределенность, вариации, точность).

Пример задания. PISA Ниже приведен отрывок из газетной статьи: Подушки безопасности установлены в автомобилях, чтобы снизить вероятность получения травм при столкновениях. В подушках используется химическое соединение, азид натрия, которое настолько токсично, что даже небольшое его количество, попавшее в организм при вдыхании или глотании, может убить человека. Сформулируйте один вопрос, связанный с поднятой в этом отрывке проблемой использования подушек безопасности, для ответа на который ученые должны провести исследование. ______________________________________________________ Средний международный результат – 61%, РФ – 43%

без удо- брений Нитрат калия Сульфат аммония мочевина без удо- брений Нитрат калия Сульфат аммония мочевинабез удо- брений Нитрат калия Сульфат аммония мочевинабез удо- брений Пример задания. PISA Садовник выясняет, что применение химических азотосодержащих удобрений способствует сохранению зеленого травяного покрова. Азот содержится в трех химических удобрениях: сульфате аммония, мочевине и нитрате калия. Садовник использует эту информацию для проведения эксперимента. Эксперимент Участок травы площадью четыре метра на четыре метра делится на шестнадцать квадратный участков площадью в один квадратный метр каждый. На всех участках растет одна и та же травяная смесь. Три различных химических удобрения вносятся так, как это показано на приведенной ниже схеме. Внесенные на участки удобрения содержат одно и тоже количество азота. Кроме внесения различных удобрений, уход за всеми участками одинаков. Почему каждое удобрение вносится на несколько участков, изображенных на схеме? Средний международный результат – 39%, РФ – 23%

Спасибо за внимание! С отчетами по результатам сравнительных международных исследований качества образования можно ознакомиться на сайте Центра ОКО ИСМО РАО Руководитель - Ковалева Галина Сергеевна centeroko.ru