Kam směřuje přírodovědné vzdělávání v kontextu mezinárodních výzkumů v primární výuce?

Česká republika se od počátku 90. let zúčastnila celé řady mezinárodních šetření zaměřených na zjišťování výsledků ve vzdělávání. Výzkumy byly zaměřeny na různé oblasti vzdělávání a na různé věkově kategorie žáků a poskytly řadu cenných informací o českém vzdělávacím systému. V roce 2015 uplynulo 20 let od okamžiku, kdy byly v českých školách poprvé administrovány testy a dotazníky výzkumu TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study), zjišťující úroveň vědomostí a dovedností žáků v matematice a přírodních vědách u žáků základních škol. Máme proto možnost sledovat vývoj v oblasti přírodovědného vzdělávání za uplynulých 20 let. V současné době se připravuje koncepce sedmého cyklu šetření TIMSS 2019 a je v gesci České školní inspekce. Cílem tohoto příspěvku je reflektovat klíčové aspekty související s tímto výzkumem a dále poskytnout určitý náhled na pojem přírodovědné gramotnosti v rámci primárního vzdělávání.

 

Kam směřuje přírodovědné vzdělávání v kontextu mezinárodních výzkumů v primární výuce?
doc. PhDr.
Jiří
Škoda,
Ph.D.,
katedra pedagogiky Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem
Mgr. et Ing.
Jan
Tirpák,
katedra preprimárního a primárního vzdělávání Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem
Přírodovědná gramotnost (
scientific literacy
nebo také
science literacy
) se v průběhu let stala prakticky celosvětově rozšířeným pojmem a v některých zahraničních kurikulárních dokumentech je považována za jeden z hlavních cílů přírodovědného vzdělávání. Přesto je nutno říci, že k úplnému všeobecnému souhlasu o tom, jaký je vlastně význam tohoto pojmu, se zatím na mezinárodní úrovni nedospělo. Přírodovědné disciplíny však spolu s matematikou, technikou a moderními technologiemi představují základnu úsilí o vědecké poznání okolního světa. Přírodovědné vzdělávání má zprostředkovat žákům vybrané poznatky a naučit je řadě dovedností. Výběr toho základního z fyziky, chemie, biologie, geografie a ekologie respektuje určitou tradici a rovněž názor autorit na to, jaké věci mohou být potřebné pro život jedince v dané době. Pro mnohé žáky je tato školní „přírodověda“ jediným způsobem, jak se vlastně o tom, jak pracuje věda, dovědí.
V minulosti důraz na osvojování učebního obsahu přírodovědy a její vědecké struktury vedl u mnoha žáků pouze k encyklopedismu a nechuti zajímat se o věci nad rámec bezprostřední nutnosti. V průzkumech oblíbenosti předmětů vyplývalo, že žáci považovali přírodní vědy za nezajímavé a těžké předměty, i když měli tehdy velmi dobré výsledy v mezinárodních testech i přírodovědných a matematických soutěžích. Paradigma polytechnicky zaměřeného přírodovědného vzdělávání 60. a 70. let minulého století je však definitivně překonáno. Od počátku 90. let minulého století, v souvislosti s proměnami celé společnosti, prochází krizí i tradiční scientisticky orientovaný model výuky přírodovědných předmětů. S trochou zjednodušení lze říci, že tento model postupně dosluhuje, aniž je však nahrazován novým paradigmatem. Scientistický model, který vychází implicitně z materialistických a dialektických východisek, prosazuje v přírodovědných předmětech vysokou míru abstrakce, zevšeobecnění, matematizace a atomizace. Výuka těchto předmětů se řídí striktními osnovami, je hromadná, za použití převážně transmisivně-instruktivních vzdělávacích postupů. Převažujícími prameny poznání (zdroje informací) jsou především mluvené slovo učitele a nestrukturované učební texty. Tento model se vzhledem k rozvoji současné informační společnosti stává již příliš rigidním a v podstatě nevyhovujícím, neboť neposkytuje absolventům
kompetence
, které jsou od nich v mimoškolním prostředí vyžadovány. V tomto ohledu prochází v současné době výuka přírodovědných předmětů na základních školách v České republice etapou jakéhosi hledání. Na jedné straně jsou bouřlivě se rozvíjející přírodovědné obory jako vědní disciplíny. Na straně druhé pak výuka přírodovědných předmětů, která jen velmi zvolna a neochotně inovuje svůj obsah vzdělávání. Na jedné straně se setkáváme se značným rozvojem obecných inovativních a modernizačních trendů ve výuce, které jsou výrazně akcentovány v obecné didaktice, ale pronikají i do oborových didaktik jednotlivých přírodovědných předmětů. Na straně druhé přetrvávají vyučovací postupy stejné po celá desetiletí. Zůstává tedy otázkou, zda dnes velmi proklamovaný alternativní přístup osvojování látky hlavně prostřednictvím vlastní aktivní činnosti žáka je v rozsahu toho, co dnes žák má znát a jaké možnosti jej ovlivnit má běžný učitel, realistický.
V respektovaných mezinárodních výzkumech (TIMSS -
Trends in International Mathematics and Science Study
, PISA
- The Programme for International Student Assessment
) se však dlouhodobě ukazuje stagnace přírodovědné gramotnosti žáků základních škol v České republice. Faktorů, které mohou tento stav zapříčinit je mnoho, avšak průvodním jevem je, že se s přibývajícími roky školní docházky vytváří globální odmítavý a navíc genderově posílený postoj k přírodním vědám jako k obtížným, striktně daným a náročným předmětům, a to i přesto, že jsou pokládány za zajímavé a perspektivní. Přitom některé výzkumy ukazují, že čeští žáci mají osvojeno velké množství přírodovědných poznatků a teorií, problémy jim ale dělá samostatné uvažování o přírodovědných problémech a jejich zkoumání na přiměřené mentální úrovni, včetně vytváření hypotéz, hledání a navrhování cest řešení,
interpretace
zjištěných dat a formulace a argumentace závěrů. Zjištěný trend zhoršujících se výsledků přitom spadá do období zásadní reformy českého školství, tedy zavádění rámcových vzdělávacích programů (RVP), respektive školních vzdělávacích programů (ŠVP).
Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS) je projektem mezinárodní asociace IEA
(The International Association for the Evaluation of Educational Achievement)
, která je koordinátorem šetření na mezinárodní úrovni. Projekt TIMSS zjišťuje úroveň vědomostí a dovedností žáků v matematice a přírodních vědách. Zaměřuje se na věkové kategorie devítiletých a třináctiletých žáků - ve většině zemí se jedná o žáky čtvrtých osmých ročníků povinné školní docházky. Výběr probíhá dvoustupňově s tím, že se nejprve vyberou školy a následně jedna až dvě třídy v příslušném ročníku. Poslední sběr dat šestého cyklu se uskutečnil v roce 2015 a účastnilo se ho celkem 57 zemí z celého světa. Česká republika se zapojila pouze v rámci šetření žáků 4. ročníků ZŠ v celkovém počtu 159 základní škol s více než 5 000 žáky a jejich rodiči, téměř 350 učiteli a 159 řediteli.
V projektu TIMSS jsou výsledky zemí prezentovány dvěma způsoby. První způsob uvádí výsledky pomocí skóre (počtu bodů), které představuje průměrný výsledek žáků jednotlivých zemí na škále výsledků TIMSS. Pro matematiku a pro přírodovědu byly vytvořeny celkové škály na základě šetření TIMSS 1995 tak, že mezinárodní průměr v prvním cyklu odpovídal hodnotě 500 bodů a směrodatná odchylka byla 100 bodů. Pro oba předměty jsou dále vytvořeny dílčí škály odpovídající jednotlivým obsahovým a operačním kategoriím. Druhý způsob prezentace výsledků žáků vychází ze čtyř vědomostních úrovní. Výsledky zemí v tomto případě vyjadřují procentuální zastoupení žáků v jednotlivých vědomostních úrovních.
Z výsledků vyplývá, že čeští žáci mají nadprůměrný výsledek v přírodovědě, jeho hodnota je 534 bodů. Vůbec nejlépe si vedou žáci Singapuru a Korejské republiky, následováni žáky z Japonska a Ruska. Dále je nutné uvést, že hodnota průměru českých žáků v přírodovědě je relativně vyšší v porovnání s hodnotou v matematice, přesto jsme od roku 2011 nezaznamenali zlepšení a ani žádné zhoršení v porovnání s rokem 1995. Pokles výsledku pozorovaný v roce 2007 se českým žákům podařilo vyrovnat během jednoho cyklu do roku 2011. Za uplynulých 20 let se však v přírodovědě zlepšila většina zemí, které se účastnily prvního cyklu projektu TIMSS v roce 1995 i jeho šestého cyklu v roce 2015. Nejvíce se jednalo o žáky ze Slovinska, Singapuru a Portugalska. Naopak zhoršení pozorujeme u žáků z Norska a Nizozemska. Při celkovém porovnání však zjistíme, že žáci z České republiky dosáhli po 20 letech srovnatelného výsledku jako jejich vrstevníci v roce 1995.
Na tomto místě lze polemizovat, zda se jedná opravdu o úspěch. Uvědomujeme si, že na základě zde uvedených rezultátů nelze činit jednoznačné závěry, přesto výsledky mohou poukazovat na jedné straně na stabilní vzdělávací systém či naopak na jeho rigiditu. Je však nutné si uvědomit, že oblast přírodních věd je neustále se měnící a rozvíjející oblastí a vzdělávací systém by se měl těmto změnám dokázat přizpůsobovat. Ve světě využívajícím nepřeberné množství výsledků moderní vědy a techniky se totiž stává porozumění přírodním vědám nezbytnou dovedností pro každého jedince. Každý jedinec společnosti totiž potřebuje a musí být schopen využívat vědeckých informací ke svému každodennímu rozhodování, být přírodovědně gramotným.
V současné době se připravuje koncepce sedmého cyklu šetření TIMSS 2019 a je v gesci České školní inspekce. V rámci každého cyklu předchází hlavnímu sběru dat tzv. pilotní šetření, ve kterém se ověřují nástroje pro sběr dat a metodika pro hlavní šetření. Součástí šetření TIMSS 2019 je však příprava postupného přechodu od písemného testování k testování elektronickému.
Všeobecně se ve světě uznává, že primární vzdělávání a navazující nižší střední vzdělávání jsou takovými cykly vzdělávání, jež jsou pro každého jedince naprosto nezbytné. Dle některých názorů by dokonce mohlo být přínosné rozvoj prvků přírodovědné gramotnosti strukturovat již v preprimárním vzdělávání a v prvních dvou ročnících vzdělávání primárního. V tomto období totiž děti jeví přirozenou touhu po dozvídání se nových věcí. Jen omezeně jsou vystaveny striktním hodnoticím systémům a mají zpravidla velkou podporu od svého okolí, aby se sebezdokonalovaly, aniž by na ně byl kladen nadměrný tlak. V tomto období navíc dochází k dynamickému rozvoji jazykových dovedností dětí, k rozvoji jejich motorických dovedností a utváření prvních složitějších mentálních konceptů o okolním prostředí, přírodním i sociálním. Zdá se tedy, že všech těchto aspektů by bylo vhodné využít k tomu, aby děti přírodním vědám v budoucnu lépe rozuměly, aby přirozeně užívaly pojmového systému přírodních věd, který se do určité míry může rozvíjet již v raném věku, aby vnímaly zkoumání v oblasti přírodních věd jako zábavné, jinými slovy u dětí utvořit pozitivní postoj k přírodním vědám, který může přetrvat i do dalších let studia.
Řada odborníků v této oblasti vzdělávání si však opakovaně pokládá otázku, zda by děti měly být uváděny do studia přírodních věd již v období předškolního a raného školního vzdělávání a zda to má skutečně signifikantní přínosy pro jejich další rozvoj. Je přirozené, že odpověď na tuto otázku není jednoznačná a longitudinální studie o vlivu výuky s prvky přírodovědné gramotnosti od raných stadií vzdělávání, které by takovou odpověď na otázku poskytly, chybí. Avšak zejména na úrovni nižšího sekundárního vzdělávání se už celkem zřetelně projevují trendy směřující k integraci přírodovědného vzdělávání a posilování mezipředmětových vazeb.
Lze předpokládat, že na této úrovni bude do budoucna docházet k vytváření integrovaných předmětů v rámci vzdělávací oblasti Člověk a příroda a dalším změnám v samotné výuce přírodovědných předmětů. To vše s sebou však nese vytvoření nového paradigmatu vzdělávání a proměnu v pojetí školního vzdělávání. Důležitá je reforma v hierarchii cílů, obsahu a procesu vyučování a zejména v přístupu k dítěti. Nutná je i potřeba inovace strategií výuky, změny procesu učení i řízení a aplikace širšího repertoáru metod výuky.
V současné době jsou učitelé těmi, kdo reflektují a inovují školní vzdělávací programy. Stále trvajícím jevem je však nepochopení významu a funkce předmětů o přírodě a společnosti v rozvoji osobnosti dítěte. Tyto předměty bývají často vyučujícími chápány jen jako doplněk předmětů rozvíjejících gramotnost žáka, tj. mateřského jazyka, matematiky, psaní a čtení (tzv. trivia), nebo je na ně naopak nahlíženo jako na poloodborné předměty, kde se klade důraz na osvojování značného množství pojmů (encyklopedismus). Snaha stanovit klíčové učivo souvisí s problematikou neujasněnosti v koncipování předmětů o přírodě a společnosti.
Do popředí se dostávají otázky výběru obsahu učiva, jeho rozsahu, stanovení cílů, podmínek a prostředků vyučování a učení v těchto předmětech. Změny ve výuce přírodovědných předmětů a v její samotné koncepci jsou proto nevyhnutelné. V současné době jsou iniciovány zejména tlakem společenských požadavků a proměnami společenských akcentů, v jejichž důsledku dochází k redefinici přírodovědné gramotnosti a jejího významu.