Инновационные подходы к оценке образовательных достижений в мониторинговых исследованиях (на примере исследования PISA)

Естественнонаучная грамотность – способность использовать естественнонаучные знания, выявлять проблемы и делать обоснованные выводы, необходимые для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, и для принятия соответствующих решений.

Четыре области естественнонаучной грамотности
Узнавание жизненных ситуаций, апеллирующих к науке и технологии. (контекст)
Понимание окружающего мира, включая и технику, на основе научных знаний, которые включают знания об окружающем мире и знания о науке (знание)

Четыре области естественнонаучной грамотности
Демонстрирование компетентностей, которые включают распознавание научных вопросов, применение научных знаний для объяснения естественнонаучных явлений, формулирование выводов на основе очевидных фактов и доказательств (компетентности)

Четыре области естественнонаучной грамотности
Интерес к естественнонаучному знанию, включение естественнонаучной любознательности в собственную систему ценностей, сложившаяся мотивация действовать ответственно по отношению, например, к природным ресурсам и окружающей среде (аффективный компонент)

Структура естественнонаучной грамотности (для разработки заданий в исследовании PISA
Контекст
личностный
социальный
глобальный
Компетентности
распознать научные вопросы (25%)
описывать, предвидеть или объяснять научные явления (35%)
использовать научные факты для принятия решения и сообщения о нем (40%)
Знание
знание о мире (60%)
знание о науке (методы, научного познания) (40%)
Отношения
Как вы относитесь к научным проблемам (с интересом, доверием, т.п.)

Контекст
ЗДОРОВЬЕ
РЕСУРСЫ
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОПАСНОСТИ И РИСКИ
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ

Контекст
ЗДОРОВЬЕ
- в личностном контексте – например, сохранение здоровья, предохранение от травм, правильное питание;
- в социальном контексте – например, контроль над заболеваемостью, социальные передачи, выбор пищи, общественное здоровье;
- в глобальном контексте – например, эпидемии, распространение инфекционных заболеваний;

Контекст
РЕСУРСЫ
- в личностном контексте – например, личное потребление веществ и энергии;
- в социальном контексте – например, сохранность человеческих популяций, качество жизни, безопасность, производство и распределение пищи;
- в глобальном контексте – например, возобновимые и невозобновимые ресурсы, природные системы, рост населения, охрана и поддержка исчезающих видов;

Контекст
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
- в личностном контексте – например, дружественное поведение, использование и распоряжение веществами;
- в социальном контексте – например, распределение населения, планирование затрат, воздействие на окружающую среду, погода;
- в глобальном контексте – например, биологическое разнообразие, способность оказать поддержку, контроль за загрязнением, воспроизводство и использование почв;

Контекст
ОПАСНОСТИ И РИСКИ
- в личностном контексте – например, естественные и вызванные человеком, выбор места жительства;
- в социальном контексте – например, резкие изменения (землетрясения, суровый климат, медленные и нарастающие изменения (эрозия побережий, отложения), оценки рисков;
- в глобальном контексте – например, климатические изменения, влияние современных столкновений и войн;

Контекст
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
- в личностном контексте – например, интерес к научному объяснению природных явлений, научно-ориентированное хобби, спорт и отдых, музыка и личностные технологии;
- в социальном контексте – например, новые вещества и материалы, приборы и процессы, генетические модификации, технолгии изготовления оружия, транспорт);
- в глобальном контексте – например, вымирание видов, исследование космических пространств, происхождение и структура Вселенной.

Знания о мире
ФИЗИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (35 – 40%)
- строение и свойства вещества (например, термо- и электропроводность);
- физические и химические изменения (например, состояния вещества, скорости реакций);
- движение и силы (например, скорость, ускорение, количество движения);
- энергия и ее превращения (например, сохранение, поглощение);
- взаимодействие вещества и энергии (например, свет и радиоволны, звук и сейсмические волны);

Знания о мире
СИСТЕМЫ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ (35 – 40%)
- клетка (например, структура и функции, ДНК, клетки животных и растений);
- человек (например, здоровье, питание, системы органов – пищеварительная, дыхательная, кровеобращение, выделительная – и их взаимосвязь, заболевания);-

Знания о мире
СИСТЕМЫ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ (35 – 40%)
виды (например, представители, эволюция, биологическое разнообразие, генетические вариации);
- экосистемы (например, цепи питания, потоки веществ и энергии);
- биосфера (например, обслуживание и поддержка экосистем);

Знания о мире
ЗЕМЛЯ И КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (20 – 25%)
- оболочки Земли (например, литосфера, атмосфера, гидросфера);
- энергия в системах Земли (например, источники, глобальный климат);
- изменения в системах Земли (например, тектоника плит, геохимические циклы, созидательные и разрушительные силы);
- история Земли (например, отложения, происхождение и эволюция);
- Земля во Вселенной (например, тяготение, солнечная система);

Знания о науке
ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ (45%) (как получать данные)
- цели (например, получить данные, необходимые для ответа на поставленную проблему, выдвижение рабочей идеи/ модели/ теории);
- наблюдения и эксперименты (например, различные проблемы предполагают организацию разных научных исследований, актуализации сегодняшних знаний);
-

Знания о науке
ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
- данные (например, количественные – измерения, качественные - наблюдения);
- измерения (например, неотъемлемая неопределенность, возможность воспроизве-дения, вариации, соблюдение правил/
точность при работе с оборудованием, в процедурах измерения);
- результаты исследований (например, новое знание, новые методы, новые технологии, новые исследования);

Знания о науке
ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ (25%) (как использовать)
- типы (например, гипотеза, закономерность/ закон, теория, модель);
- получение (например, существующее знание и новые данные, творчество и воображение, логика);
- правила (например, логическая непротиворечивость, обоснованность, экспериментальный характер, основано на исторических и современных знаниях);

Знания о науке
НАУКА И ТЕХНОЛОГИЯ В ОБЩЕСТВЕ (30%)
- наука (например, объясняет законы окружающего мира, отвечает на вопросы, реализация которых может повлиять на жизнь общества);
- технология (например, пытается решать человеческие проблемы, способствует развитию производства, планирует процессы, воздействует на общество, на адаптацию (не биологическую) человека, может создавать новые проблемы, знание часто не распространяется широко, прибыли и цена, непредвиденные последствия);
-

Знания о науке
НАУКА И ТЕХНОЛОГИЯ В ОБЩЕСТВЕ
- наука и технология (например, наука часто развивается благодаря новым технологиям, новое научное знание способствует развитию технологии);
- влияние (например, например, наука и технология оказывают воздействие на общество путем полученного знания, процедур, продуктов, взглядов и ценностей);

Знания о науке
НАУКА И ТЕХНОЛОГИЯ В ОБЩЕСТВЕ
- вызовы (например, социальные проблемы и ожидания часто стимулируют постановку проблем для научных изысканий и технологических инноваций);
- ограниченность (например, наука не может ответить на любые вопросы, а технология не может решить все социальные проблемы или ответить на любые человеческие ожидания);

Отношения
ИНТЕРЕС К НАУКЕ
- обнаруживает любознательность по отношению к научным сюжетам и достижениям;
- приобретает с интересом и достаточно уверенно дополнительные научные знания и умения, используя разнообразные источники и методы;
- обнаруживает стремление к поиску информации и устойчивый интерес к науке, включая соображения о будущей профессиональной научной деятельности;

Отношения
ЦЕННОСТЬ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ
- ценит важность рассмотрения альтернативных перспектив, идей и объяснений;
- ценит использование фактологической информации и рационального объяснения при анализе и оценке;
- ценит социальное взаимодействие при построении рациональных, основанных на эмпирических данных заключений;
- ценит логику и тщательность в процессе построения заключений;

Отношения
ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПО ОТНОШЕНИЮ К РЕСУРСАМ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
- обнаруживает чувство персональной и распределенной ответственности за сохранность окружающей среды;
- выдвигает на первый план личностные и социальные последствия действий отдельного человека, а также последствия их воздействия на окружающую среду;
- обнаруживает стремление принять участие в поддержании сохранности окружающей среды;

Задание по естествознанию
ОЗОН
С помощью комикса показан процесс образования озона.
Предположим, у вас есть дядюшка, который пытается понять, что изображено на рисунках. В школе он не изучал, как образуется озон. Однако он знает, что в атмосфере нет никаких маленьких человечков, и его интересует, что они изображают в комиксах, что означают эти странные надписи O2 и O3 , и какой процесс представлен на рисунках. Он просит вас объяснить комикс.
Предположим, что ваш дядюшка знает, что O – обозначение кислорода.
Он знает, что такое атомы и молекулы.
Опишите для своего дядюшки, что показано на каждом рисунке комикса.
В своем объяснении используйте слова «атомы» и «молекулы».
Задание проверяет умение применять знания в нестандартной ситуации, а также дать объяснение понятное адресату. Полностью правильно выполнили это задание 18% российских учащихся, более 30% не приступили к его выполнению.