PISA 2015: Koncepce šetření přírodovědné gramotnosti

Vydáno:

Tento článek navazuje na text z předchozího vydání Řízení školy (2/2017), ve kterém byly představeny výsledky z mezinárodního šetření PISA 2015.

 

PISA 2015: Koncepce šetření přírodovědné gramotnosti
Mgr.
Radek
Blažek,
národní manažer projektu PISA, Česká školní inspekce
Odbornou pedagogickou veřejnost jistě zajímají výsledky patnáctiletých žáků ve sledovaných oblastech a srovnání s dalšími zúčastněnými zeměmi a ekonomickými regiony, avšak mezinárodní šetření PISA poskytuje zúčastněným zemím inspiraci také použitým teoretickým základem a metodickými nástroji výzkumu. Předpokladem ke správné interpretaci výsledků a k vyvozování leckdy zásadních závěrů je důležité seznámit se s koncepčním rámcem celého projektu, jeho účelem a záměrem zadavatele testů a dotazníků.
ZAMĚŘENÍ A POJETÍ PISA
Šetření zadává a provádí Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD), jejímž cílem je napomáhat k dalšímu ekonomickému rozvoji, potlačení nezaměstnanosti, stabilizaci a rozvoji mezinárodních finančních trhů. Na základě těchto deklarovaných principů je nutné chápat účel a záměr projektu PISA. Proto šetření zahrnuje patnáctileté žáky, kteří zanedlouho dosáhnou ekonomické dospělosti, proto klade důraz na řešení úloh z reálného života a proto nesleduje primárně naučené znalosti žáků, ale jejich přirozené schopnosti a osvojené dovednosti umožňující další vzdělávání, uplatnění v pracovních týmech a zapojení do života společnosti.
Zveřejněný koncepční rámec podrobně stanovuje, co a jak projekt PISA měří, co neměří a jakým způsobem prezentuje výsledky. Může se stát inspirací k dalším podnětným otázkám a ukazuje v praxi nejnovější poznatky edukometrie, jež pro teoretický základ projektu připravily odborné týmy z předních institucí z celého světa.
Přírodovědná gramotnost v PISA
Hlavní zjišťovanou oblastí šestého cyklu mezinárodního šetření PISA 2015 byla přírodovědná funkční gramotnost. Její teoretický základ a metodika zjišťování z roku 2006 byly rozvinuty novým koncepčním rámcem,1) který byl proto podle nejnovějších pedagogických, didaktických a psychologických poznatků doplněn a zpřesněn. Na základě rámce byly také vytvořeny kvalitativně nové interaktivní úlohy využívající potenciál počítače jako nového média, jímž jsou zadávány žákům testy. Trendové úlohy čtenářské a matematické gramotnosti doplnila ještě další oblast projektu týmové řešení problému.
Zásadní metodickou a koncepční změnou celého šetření v tomto cyklu byl úplný přechod z papírové formy na elektronickou, a to jak při testování a vyplňování dotazníků, tak i při administraci a zpracování.
Pro účely šetření PISA 2015 byla stanovena tato definice funkční přírodovědné gramotnosti, ze které vychází celá konstrukce testu.
Přírodovědná gramotnost je schopnost přemýšlet a jednat ve všech věcech souvisejících s přírodními vědami a jejich principy jako aktivní občan.
Přírodovědně gramotný člověk je schopen a ochoten zapojit se do věcné debaty o přírodních vědách a technologiích, k čemuž musí mít následující dovednosti:
1.
Vysvětlovat jevy vědecky Rozpoznávat, nabízet a hodnotit vysvětlení různorodých přírodních jevů a technologií.
2.
Vyhodnocovat a navrhovat přírodovědný výzkum Popisovat a hodnotit přírodovědná zkoumání a navrhovat vědeckovýzkumné otázky.
3.
Vědecky interpretovat data a důkazy Analyzovat a vyhodnocovat různé podoby dat, tvrzení a důkazů a vyvozovat odpovídající vědecké závěry.
Problematika hodnocení úrovně přírodovědné gramotnosti byla pro šetření PISA účelově a funkčně zjednodušena definováním koncepčních kritérií, které lze zjišťovat testováním žáků. První z nich jsou v definici uvedené tři dovednosti: vysvětlovat jevy vědecky, vyhodnocovat a navrhovat přírodovědný výzkum a vědecky interpretovat data a důkazy.
Dalším kritériem k vystižení podstatných aspektů přírodovědného vzdělávání a k sestavení úloh do testu jsou znalosti v obsahové, procedurální a epistemické dimenzi.
Obsahovou znalostí se rozumí znalost základních teorií a principů vědy a znalost obsahu přírodovědných oblastí. V testu přírodovědné gramotnosti PISA 2015 je zahrnuta pouze ta část obsahu znalostí z fyziky, chemie, biologie a zeměpisu, které mají význam ve skutečných životních situacích, představují trvale platné významné přírodovědecké poznatky nebo zásadní principy a odpovídají znalostní vývojové úrovni patnáctiletých žáků. Metodika šetření přesně vymezuje testované znalosti z přírodovědných předmětů a seskupuje je do oblastí: živé systémy, fyzikální systémy a systémy Země a vesmíru.
Procedurální znalost zahrnuje znalost běžných postupů a strategií používaných při vědeckém zkoumání, metod dotazování, používání dovedností, algoritmů, technik a metod. Je využívaná k vyhodnocování a navrhování pokusů, při interpretaci dat a tvorbě vědeckých závěrů. Procedurální znalost je znalost praktická a může být použita přímo k řešení úkolu.
Epistemická znalost je nově zavedená znalostní dimenze, která byla definována právě pro účely výzkumu přírodovědné gramotnosti programu PISA. Má funkci při ověřování jakéhokoli tvrzení ve vědeckém objevování a zahrnuje schopnost žáka hodnotit výsledky vědeckého výzkumu a poté rozhodnout, zda jsou použity vhodné postupy a jsou odůvodněné závěry. Zahrnuje také schopnost navrhnout, alespoň v hrubých rysech, jak lze problém vhodně vědecky zkoumat. Epistemická znalost představuje znalost pojmů a charakteristických znaků nezbytných pro proces tvorby a budování systému znalostí ve vědě i jejich rolí ve zdůvodňování spolehlivosti vědeckých poznatků, např. hypotéz, teorií nebo pozorování a jejich úloh v procesu poznávání. Výsledky z těchto dvou znalostí jsou ve výsledcích šetření sloučeny do jedné hodnoty.
Každé znalosti jsou přiřazené požadované úrovně poznávacího procesu, a to na třech úrovních:
-
Nízká - žák je schopen provádět jednoduché úkony, například vybavení si faktu, termínu, zákona nebo koncepce, či vyhledání jednoho bodu z grafu nebo jednoho údaje z tabulky.
-
Střední - žák používá a uplatňuje obsahové znalosti k popisu nebo vysvětlení jevu, volí vhodné postupy zahrnující i dva nebo více kroků, třídí a dovede zobrazovat data, vysvětlovat nebo používat jednoduché tabulky nebo grafy.
-
Vysoká - žák umí analyzovat složité informace nebo údaje, shrnout a zhodnotit fakta, zdůvodnit je, ověřit je z různých zdrojů, vypracovat plán nebo sled kroků k vyřešení úkolu.
Každou testovou otázku lze těmito dovednostmi, znalostmi a požadovanými úrovněmi poznání přesně charakterizovat. Tuto teoretickou konstrukci katalogizace otázek prostorově znázorňuje obrázek 1. Tato primární struktura je pro použití každé testové otázky v konstrukci celého testu a k vyvážení jeho variant určující.
Obrázek 1 Průnik dovedností, znalostí a úrovní poznávacího procesu
Řízení školy online

Testová úloha
V šetření se zjišťuje, zda jsou žáci na osobní, místní/národní a globální úrovni schopni správně používat tři dovednosti přírodovědné gramotnosti, a to nikoli pouze v tématech z národních vzdělávacích programů, ale i v dalších vybraných tematických oblastech, například zdraví a nemoci, přírodní zdroje, kvalita a ohrožení životního prostředí nebo další pozoruhodné oblasti vědy a techniky. Proto jsou úlohy do testu vybírány tak, aby byly pokryty jak kontexty (osobní, místní/národní a globální), tak i uvedená témata.
Základní jednotkou testu je úloha, která obsahuje úvod s motivačním textem, jenž žákovi zároveň poskytne základní znalosti o tématu. Úloha obsahuje otázky, na které žák odpovídá vyznačením jedné odpovědi či více správných odpovědí nebo volně tvořenou odpovědí. Zásadní metodickou změnou v tomto cyklu byl přechod na elektronickou formu šetření. Počítačový test umožnil zavést kvalitativně nový typ úloh, jež jsou sestavené právě pro účely přírodních věd a vycházejí z výzkumných a laboratorních metod fyziky, chemie, biologie a geografie. Jejich podstatou jsou interaktivní virtuální pokusy, modelování i simulace, poskytující žákům informace k vyřešení úloh a umožňující dělat závěry na základě získaných údajů. Počítačové prostředí také rozšířilo možnosti forem odpovědí žáků, hodnocení setřídění, přiřazování nebo seskupování objektů na ploše a umožnilo zaznamenávat mnoho dalších údajů o aktivitách žáka.
Obrázek 2 Příklad testové úlohy využívající simulaci k nalezení správného řešení
Řízení školy online
Řízení školy online
Do výběru šetření byli zařazeni žáci narození v roce 1999. Jedná se o mezinárodně definovanou kohortu patnáctiletých žáků, kteří se ve všech zemích v době testování obvykle nacházejí na konci povinné školní docházky nebo se k němu blíží. V České republice je část těchto žáků obvykle v 9. ročníku základních škol nebo v odpovídajících ročnících víceletých gymnázií, část v prvním ročníku středních škol a v odpovídajících ročnících víceletých gymnázií.

Testovaní žáci
Sestavení výběru probíhá ve všech zúčastněných zemích podle mezinárodně daných pravidel a vždy je zaručena jeho reprezentativnost. V České republice je přitom výběr záměrně sestaven a navýšen tak, aby bylo možné srovnávat výsledky žáků různých druhů škol vymezených v rámci šetření PISA: základní škola, čtyřleté gymnázium, víceleté gymnázium, střední odborná škola s maturitní zkouškou, střední odborná škola nematuritní a speciální škola. Při sestavování výběru je také zajištěno, aby byla reprezentativní data v jednotlivých krajích České republiky na úrovni základních škol a víceletých gymnázií.
ZÁVĚR
Seznámení se záměrem, účelem, metodikou a teoretickým základem šetření PISA je nezbytné, pro správnou interpretaci výsledků. Podrobná znalost kontextu šetření a jeho zaměření ukazuje, co přesně PISA měří a co neměří. Tabulky, grafy a data uvedená v národní zprávě ukazují pouze základní a obvykle uváděné zjištěné údaje a nelze je v žádném případě považovat za úplné hodnocení školství v České republice. Nicméně z výsledků je možné zjistit obecné trendy, vypozorovat opakující se jevy a identifikovat problematické oblasti.
Všechna uvedená koncepční kritéria jsou doložená daty v publikovaných souborech a umožňují podrobně analyzovat jevy z dílčích výsledků zúčastněných žáků. K dispozici jsou ucelené datové řady ze šetření od roku 2000 do roku 2015 a už dvakrát proběhl devítiletý cyklus, ve kterém jsou všechny tři sledované gramotnosti (čtenářská, matematická, přírodovědná) takzvanou hlavní doménou šetření.
Česká školní inspekce, která provádí šetření PISA v České republice, se některým otázkám podrobněji věnuje v rámci svých sekundárních analýz. Zároveň jsou datové soubory veřejně k dispozici na webových stránkách www.csicr.cz spolu s dotazníky a doporučeními pro následné analýzy z dat. Vzniklé datové soubory představují úžasnou kolekci dat zasluhující si další podrobné zpracování. Ještě více je potřeba na potvrzené a ověřené obecné trendy, na vypozorované opakující se jevy a na identifikované problematické oblasti zareagovat.
1 Česká verze koncepčního rámce přírodovědné gramotnosti PISA 2015 je k dispozici na webových stránkách České školní inspekce (www.csicr.cz).