Transcript Сильные и слабые стороны естественнонаучного образования в России: по итогам анализа результатов TIMSS

* Сильные и слабые стороны
естественнонаучного образования
в России: по итогам анализа
результатов TIMSS
Демидова Марина Юрьевна
МЦКО, г. Москва
[email protected]
По материалам отчетов Богдановой Н.Н.,
Демидовой М.Ю., Дюковой С.Е., Рохлова В.С.
* TIMSS
Участники исследования
Естествознание 4 класс – 50 стран
Естествознание 8 класс – 42 страны
412 образовательных учреждений, 50 регионов страны:
 Начальная школа – 202 ОУ, 4 467 учеников 4 классов.
 Основная школа – 210 ОУ, 4 893 ученика 8 классов.
Тест TIMSS состоит из четырех блоков заданий: два по математике и два по
естествознанию.
В каждом варианте теста:
 для учащихся 4 класса было 44–50 заданий по математике и естествознанию,
 для учащихся 8 класса – 55–60 заданий по математике и естествознанию.
На выполнение всего теста давалось:
 72 мин. c перерывом в 4 классе
 90 мин. c перерывом в 8 классе.
* Примеры заданий. 4 класс
* Примеры заданий. 4 класс
* Примеры заданий. 8 класс
* Примеры заданий. 8 класс
* Структура теста по содержанию и
умениям
Содержательные области
4 класс
8 класс
Биология
45%
35%
Физика
35%
25%
Химия
-
20%
20%
20%
География
Умения и виды учебно-познавательной
деятельности
4 класс
8 класс
Фактические знания (знание фактов и процедур)
40%
35%
Применение. Концептуальное понимание,
использование понятий.
40%
35%
Рассуждение. Установление причинно-следственных
связей и анализ (включая оценку и решение
проблем)
20%
30%
* Основные результаты
* 4 класс
* 8 класс
РФ – 552 балла.
РФ – 542 балла.
Выше – Республика Корея,
Сингапур, Финляндия.
Выше – Сингапур, Тайвань,
Республика Корея, Япония и
Финляндия.
Нет различий в результатах –
Япония и Тайвань.
Ниже – 44 страны.
Существенный рост результатов
РФ по сравнению с предыдущим
этапом – 26 баллов.
Нет различий в результатах –
Словения, Гонконг и Англия
Ниже – 33 страны.
Существенный рост результатов
РФ по сравнению с предыдущим
этапом – 28 баллов.
* Сопоставление содержания,
4 класс
* Содержание
TIMSS – результат согласования мнений экспертов
стран-участниц.
1.
В
отечественной
программе
меньше элементов содержания.
2. Отсутствуют темы:
* Вопросы,
геологической
(география).
связанные
историей
с
Земли
* Силы
и движение, магнитные
явления, электрические явления,
световые
явления,
тепловые
явления (физика).
Задания по программе – 68%
Задания, включая внепрограммные
– 59%
* Сопоставление содержания,
8 класс
1. Отличаются
«объемные
показатели» по предметам:
физики и химии в TIMSS
больше,
географии
–
меньше.
2.
Отечественные программы
шире
по
фактическому
материалу.
3. Не
пройденные
темы:
минимально
по
химии,
максимально по биологии.
* 8 класс
«Проходили» и «не проходили»
Результаты российских учащихся по разделам курса физики
Раздел
Средний % выполнения всех заданий по
данному разделу
Механические явления
53%
Тепловые явления
53%
Электромагнитные явления
59%
Звуковые и световые явления
53%
Результаты российских учащихся по разделам курса биологии
Раздел
Средний % выполнения всех
заданий по данному разделу
Растения, бактерии, грибы, лишайники
52%
Животные
52%
Человек и его здоровье
63%
Общие закономерности жизни
52%
Средний процент выполнения заданий по темам, которые учащиеся еще не изучали на
момент проведения тестирования, практически не отличается от результатов по
изученным разделам.
*
4 класс
Примеры выполнения заданий
Какие из изображённых ниже животных имеют позвоночник?
Отметь один кружок рядом с каждым животным. Первое животное уже
отмечено.
Животное
Имеет позвоночник
Да
Нет
• Результаты: от 72% (краб)
до 98% (лев).
b
• Отнесли крысу к
млекопитающим 47%.
паук -------------------------- a----------------
b
• Трудности – узнавание
пресмыкающихся.
краб -------------------------- a----------------
b
рыба ------------------------- a----------------
b
лев---------------------------- a----------------
b

цапля ------------------------ a----------------
* 4 класс
Примеры выполнения заданий
В горной породе найден отпечаток листа растения, которое росло
очень давно.
отпечаток
листа
горная
порода
Сколько примерно лет назад росло это растение?
a
b
c
d
один год
сто лет
одну тысячу лет
один миллион лет
Здесь мнения четвероклассников поровну разделились между ста годами, тысячей
лет и миллионом лет (около 30% на каждый из этих ответов).
*
4 класс
Примеры выполнения заданий
На рисунке показана пищевая цепь.
водоросль
морской
рачок
рыба
тюлень
касатка
Какая пара «хищник-добыча» правильная?
a
b
c
d
рыба (хищник) – тюлень (добыча)
водоросль (хищник) – морской рачок (добыча)
рыба (хищник) – морской рачок (добыча)
тюлень (хищник) – касатка (добыча)
• Результаты:83%
• 52% указали, что хищник не всегда крупнее жертвы.
• Некоторые животные могут выступать как в роли хищников, так и в
роли добычи - 10%
*
8 класс
Примеры выполнения заданий
Результат: 97%.
Стержни, сделанные из разных веществ, подключают в показанную
на рисунке электрическую цепь между точками P и Q.
батарейка
+
–
Узнали на опыте явление
теплопроводности – 90%
P
Q
При подключении какого стержня лампочка будет гореть?
a
b
c
d
Взаимодействие магнитов
определили 86%
медного стержня
деревянного стержня
стеклянного стержня
Зоны контакта
литосферных плит как
места образования вулканов
85%
пластмассового стержня
Результат: 79%.
На приведённых ниже рисунках атомы водорода изображены
белыми кружками, а атомы кислорода – чёрными.
На каком из рисунков изображены молекулы воды?
a
b
c
Указали на понижение
температуры с высотой в
атмосфере 86%
Указали условия наиболее
быстрой коррозии металла
91%
d
Указали причину
возникновения гриппа 89%
*
8 класс
Примеры выполнения заданий
На рисунке показаны четыре положения парашютиста.
1. В самолёте перед прыжком
2. В свободном полёте перед
раскрытием парашюта
3. В полёте после раскрытия
парашюта
На земле сразу после
4.
приземления
В каком из этих положений на парашютиста действует сила тяжести?
a
b
c
d
Только в положении 2.
Только в положениях 2 и 3.
Только в положениях 1, 2 и 3.
В положениях 1, 2, 3 и 4.
В 2007 году - 35%.
В 2011 году – 38%.
При этом 40% учащихся
выбрали ответ «только в
положениях 2 и 3»,
считая, что сила тяжести
действует на
парашютиста только в
тех случаях, когда он
находится в полете
*Задания, проверяющие различные виды деятельности
В некоторых вулканических горных породах много пустых пор.
Фактические знания
Как образовались эти поры?
a
b
c
d
Применение
Когда горная порода была мягкой, в ней выкопали ямки насекомые.
Когда горная порода остывала, в ней были пузырьки газа.
Когда горная порода была мягкой, на неё падали капли дождя.
Когда горная порода остывала, из неё выпадали маленькие камни.
Опишите, как вода, испарившаяся с поверхности моря, выпадает в
виде дождя на землю, находящуюся на большом расстоянии от моря.
Два материка разделены водой.
Рассуждения
Геологи ищут доказательства того, что эти два материка когда-то
были единым целым.
Как ископаемые остатки могут
доказательства этого предположения?
быть
использованы
для
*
Результаты по видам деятельности
4 класс.
Наиболее высокие результаты отмечаются для заданий, проверяющих знание фактического материала, а
также требующих применения изученных элементов содержания в типовых учебных ситуациях.
Результаты выполнения заданий, проверяющих умения объяснять и выстраивать самостоятельные
рассуждения, составляют 542 балла, что ниже среднего балла российских учащихся.
8 класс, физика
Наиболее высокие результаты по физике отмечаются для заданий, проверяющих фактические знания, а
также требующих применения изученных элементов содержания в типовых учебных ситуациях. Самые
низкие результаты были зафиксированы для групп заданий, проверяющих умения рассуждать и
объяснять протекание физических явлений.
8 класс, биология
Виды деятельности, в которых преуспели российские учащиеся, – воспроизведение, описание, сравнение,
классификация. Большинство таких заданий российские школьники выполнили лучше, чем в среднем по
всем странам-участницам. Учебно-познавательная деятельность более высокого уровня – интерпретация,
объяснение, анализ, обобщение, доказательство – вызывала трудности.
8 класс, химия
Хуже всего российские учащиеся справились, в которых требовалось объяснить наблюдаемые явления,
продемонстрировать понимание того, что лежит в основе этих явлений; формулировать гипотезы, делать
предположения о возможности решения экологических проблем на основе имеющихся знаний и личного
опыта; использовать полученные выводы в новых ситуациях.
*
Результаты по видам деятельности
* Методологические умения,
У Лизы есть два магнита (А и В) и два одинаковых металлических
гвоздика.
Она двигала магнит А вдоль стола до тех пор, пока гвоздик не
притянулся к магниту.
Она двигала магнит В вдоль стола до тех пор, пока гвоздик не
притянулся к магниту.
А
Гвоздики
Лиза обнаружила, что магнит А притянул гвоздик с расстояния
15 см, а магнит В притянул гвоздик с расстояния 10 см.
Серёжа сказал, что оба магнита одинаково сильные.
Согласен ли ты с Серёжей?
Отметь одну клетку.
C Да
C
* 31%
четвероклассников верно
соотнесли
температуру
замерзания воды с отметкой 0°С
на термометре;
* Нашли
В
Магниты
4 класс
Нет
Объясни свой ответ.
Результат по России: 27%
Средний результат по странам: 26%
Максимальный результат: 66%
среди
предложенных
утверждений гипотезу опыта по
растворению соли 58%.
* 20%
смогли объяснить, что для
постановки опыта о влиянии
света
на
рост
растения
необходимо
часть
рассады
поместить в темное место, а
часть в светлое.
* 22%
смогли
выбрать
два
цветочных горшка с одинаковыми
растениями, чтобы проверить
гипотезу о влиянии удобрений, и
объяснить причину своего выбора
сумели наших учащихся.
* Методологические умения,
8 класс
Ученик готовит исследование для того чтобы проверить силу
магнитов. У него есть несколько магнитов разных размеров, формы и
массы. При помощи магнитов он поднимает металлические канцелярские
скрепки.
Результат по России: 55%
Как определяется сила магнита в этом исследовании?
a
b
c
d
по массе магнита, поднимающего металлические скрепки
по размеру магнита, поднимающего металлические скрепки
по числу металлических скрепок, поднимаемых магнитом
по времени, в течение которого металлические скрепки удерживаются
магнитом
Выбрать рисунок, иллюстрирующий правильное расположение в стакане с водой
термометра при измерении температуры, - 47% .
Описать исследование, с помощью которого можно узнать о влиянии удобрений на рост
растений – 23%.
Описать процесс измерения объема металлических цепочек при помощи мензурки
смогли лишь 27% российских учащихся.
*
Анализ анкет.
Наличие лабораторий
Низкие результаты получены при выполнении заданий, проверяющих
методологические умения (формулировать гипотезу исследования, выбирать
оборудование, использовать измерительные приборы, объяснять результаты
опытов) как в 4, так и в 8 классах по всем естественнонаучным предметам.
* Гендерные различия
*
4 класс. Не выявлено различий между естественнонаучной подготовкой девочек и
мальчиков (соответственно 553 и 552 балла), хотя девочки несколько лучше мальчиков
выполняли задания биологического содержания и задания, в которых необходимо было
привести самостоятельное письменное объяснение того или иного факта или явления.
*
8 класс. Выявлены различия между естественнонаучной подготовкой девочек (539 баллов)
и мальчиков (546 баллов). Девочки лучше мальчиков выполняют задания по биологии, а
мальчики – по физике и химии. Более высокие результаты мальчики демонстрируют в
случаях, когда необходимо показать понимание физико-химических понятий или
применить имеющиеся знания к анализу различных практических ситуаций.
Пример
Металлический брусок 1
Металлический брусок 2
У Ромы два металлических бруска. Он знает, что Металлический
брусок 1 – магнит.
Опишите, как он мог бы при помощи Металлического бруска 1
определить, является ли магнитом Металлический брусок 2.
Что увидит Рома, если Металлический брусок 2 является магнитом?
Мальчики - 55%
Девочки - 41%
Средний международный результат - 27%,
Для российских учащихся – 50%.
* Рекомендации, 4 класс
А. Пересмотреть исторически сложившееся содержание
курсов «Естествознание» начальной школы, увеличить
составляющую, связанную с элементами физикохимических и географических знаний.
Б. Целесообразно ввести в учебно-методические
комплекты по окружающему миру систему лабораторных
ученических опытов, направленных на формирование
умения
самостоятельно
проводить
простейшие
наблюдения и опыты.
* Рекомендации, 8 класс
А.
Содержание систематических естественнонаучных курсов в основной
школе нуждается в разгрузке фактического материала, а учебно-методические
комплекты – в наполнении заданиями, базирующимися на контексте реальных
жизненных ситуаций, и требующими для выполнения достаточно сложных
видов учебной деятельности, в том числе проектной
и учебноисследовательской.
Б. Необходимо увеличения учебного времени на
проведение учащимися различных исследований на
реальном
оборудовании,
обновлении
учебного
оборудования
для
фронтального
эксперимента
(биология и химия). Рекомендуется включить в КИМ
ГИА по химии и биологии экспериментальные задания
на реальном оборудовании.
*Спасибо за внимание!