Cодержание
Естественнонаучная грамотность – открытые задания
Введение.………………………………………….………………… 2
Стандартные задания...…………………………………………… 5
Интерактивные задания..…………………………………….……. 20
Естественнонаучная грамотность – Введение
Исследование PISA-2015 проводится в компьютерной форме. Основной областью для оценки является естественнонаучная грамотность.
Ниже представлено описание общих подходов, на основе которых были разработаны задания для оценки естественнонаучной грамотности, и приведены примеры заданий с описанием.
По результатам апробации инструментария, разработанного для проведения исследования PISA- 2015, экспертной группой по естественнонаучной грамотности было принято решение открыть часть заданий для ознакомления.
В качестве образцов были утверждены 35 естественнонаучных вопросов-заданий для компьютерного тестирования, прошедших апробацию, но не включенных в тесты 2015 года. Эти вопросы относятся к двум группам:
· Стандартные задания, традиционные для предыдущих циклов исследования PISA задания на бумажных носителях (но переведенные в формат компьютерного тестирования), в которых представлена проблема в тексте, включающем графики, таблицы и приводятся вопросы, связанные с ними.
· Интерактивные задания (для компьютерного тестирования), которые включают интерактивный материал в виде компьютерной симуляции и связанные с ним вопросы.
Для каждого открытого задания-вопроса показано, как задание классифицировано по категориям, определенным в проекте «Естественнонаучная грамотность 2015». Эти категории включают: компетенции, типы естественнонаучного знания, контексты, и когнитивные уровни. Более полно каждая категория описана далее.
Компетенции
Ниже приведено развёрнутое описание видов деятельности, которые могут осуществляться в рамках трёх основных компетенций, характеризующих естественнонаучную грамотность. Это описание представлено как базовый набор действий, которые способен выполнять научно грамотный человек.
| 1. Научное объяснение явлений |
| Распознавание, выдвижение и оценка объяснений для природных и техногенных явлений, что включает способности: § Вспомнить и применить соответствующие естественнонаучные знания; § Распознавать, использовать и создавать объяснительные модели и представления; § Сделать и подтвердить соответствующие прогнозы; § Предложить объяснительные гипотезы; § Объяснить потенциальные применения естественнонаучного знания для общества. |
| 2. Применение методов естественнонаучного исследования |
| Описание и оценка научных исследований, предложение научных способов решения вопросов, что включает способности: § Распознавать вопрос, исследуемый в данной естественнонаучной работе; § Различать вопросы, которые возможно естественнонаучно исследовать; § Предложить способ научного исследования данного вопроса; § Оценить с научной точки зрения предлагаемые способы изучения данного вопроса; § Описать и оценить способы, которые используют учёные, чтобы обеспечить надёжность данных и достоверность объяснений. |
| 3. Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов |
| Анализ и оценка научной информации, утверждений и аргументов и получение выводов, что включает способности: § Преобразовать одну форму представления данных в другую; § Анализировать, интерпретировать данные и делать соответствующие выводы; § Распознавать допущения, доказательства и рассуждения в научных текстах; § Отличать аргументы, которые основаны на научных доказательствах, от аргументов, основанных на других соображениях; § Оценивать научные аргументы и доказательства из различных источников (например, газета, интернет, журналы). |
Типы научного знания
Учащиеся могут демонстрировать эти компетенции на материале научного знания трех следующих типов:
· Знание содержания, знание научного содержания, относящегося к физическим системам (физика и химия), живым системам (биология) и наукам о Земле и Вселенной (география, геология, астрономия).
· Знание процедуры, знание разнообразных методов, используемых для получения научного знания, а также стандартных исследовательских процедур.
· Эпистемологическое знание, знание о том, как наши научные представления становятся следствием нашего понимания возможностей научных методов исследования, их обоснования, а также смысла таких понятий, как теория, гипотеза и наблюдение.
Контексты
Международное сравнительное исследование PISA-2015 предполагает демонстрацию этих компетенций и знаний в следующих контекстах:
· здоровье;
· природные ресурсы;
· окружающая среда;
· опасности и риски;
· новые знания в области науки и технологии;
В ситуациях
· личной,
· местной/национальной
· глобальной.
Когнитивные уровни
Новая важная функция PISA 2015 - это определение уровней познавательных возможностей в рамках всех трёх компетенций естественнонаучной грамотности. Трудность любого вопроса – это сочетание степени его сложности и широты требуемых знаний и умений, требующихся для выполнения задания. Уровни, определяемые в исследовании, включают:
· Низкий
Выполнять одношаговую процедуру, например, распознавать факты, термины, принципы или понятия, или найти единственную точку, содержащую информацию, на графике или в таблице.
· Средний
Использовать и применять понятийное знание для описания или объяснение явлений, выбирать соответствующие процедуры, предполагающие два шага или более, интерпретировать или использовать простые наборы данных в виде таблиц или графиков.
· Высокий
Анализировать сложную информацию или данные, обобщать или оценивать доказательства, обосновывать, формулировать выводы, учитывая разные источники информации, разрабатывать план или последовательность шагов, ведущих к решению проблемы.
Ниже приводятся скрин-шоты открытых заданий с комментариями и описанием их характеристик.
Задание 600 Синдром гибели пчелиных семей
Обзор задания
Это задание связано с явлением, известным как синдром гибели пчелиных семей. Стимульные материалы включают короткий текст, описывающий это явление и график, показывающий результаты исследования связи между инсектицидом имидаклопридом и синдромом гибели пчелиных семей.
Задание 600 Синдром гибели пчелиных семей
Вопрос №1
Для получения балла за правильный ответ на этот вопрос, учащиеся должны были дать объяснение, в котором утверждается или подразумевается, что цветы не смогут образовывать семена без опыления. Компетенция для этого задания - «Научное объяснение явлений», от учащихся требуется дать объяснение на основе имеющихся у них естественнонаучных знани.
| Номер вопроса | CS600Q01 |
| Компетенция | Научное объяснение явлений |
| Знание – Система | Содержание – Живая |
| Контекст | Местный/Национальный – Качество окружающей среды |
| Когнитивный уровень | Средний |
| Формат вопроса | Открытый ответ – кодируется экспертом |
Задание 600 Синдром гибели пчелиных семей
Вопрос №2
Учащихся просят выбрать один из трех вариантов в каждом выпадающем меню, чтобы продемонстрировать понимание вопроса, изучаемого в исследовательском эксперименте. Эти варианты включают:
· гибель пчелиных семей
· концентрация вещества имидаклоприда в пище
· невосприимчивость пчёл к имидаклоприду
Ответ, что исследователи тестировали воздействие концентрации вещества имидаклоприда в пище на гибель пчелиных семей, правильно идентифицирует независимые и зависимые переменные в эксперименте.
| Номер вопроса | CS600Q02 |
| Компетенция | Применение методов естественнонаучного исследования |
| Знание – Система | Процедура |
| Контекст | Местный/Национальный – Качество окружающей среды |
| Когнитивный уровень | Средний |
| Формат вопроса | Сложный множественный выбор – Балл определяется компьютерной программой |
Задание 600 Синдром гибели пчелиных семей
Вопрос №3
Этот вопрос требует интерпретации графика, который представляет данные, относящиеся к взаимодействию между концентрацией инсектицида и скоростью гибели пчелиных семей во времени.
Правильный ответ – это первый ответ (Семьи, подвергшиеся воздействию большего количества имидаклоприда, обычно гибнут быстрее) как показывает график процент гибели пчелиных семей выше, когда ульи подвергались концентрации инсектицида 400 мг/кг по сравнению с 20 мг/кг в течение 12-14 недели эксперимента.
| Номер вопроса | CS600Q03 |
| Компетенция | Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов |
| Знание – Система | Процедура |
| Контекст | Местный/Национальный – Качество окружающей среды |
| Когнитивный уровень | Средний |
| Формат вопроса | С выбором одного правильного ответа – Балл определяется компьютерной программой |
Задание 600 Синдром гибели пчелиных семей
Вопрос №4
Учащиеся должны предложить гипотезу о причине гибели пчелиных семей в контрольной группе. Правильный ответ показывает, что должна существовать какая-то другая естественная причина для гибели пчелиных семей для исследуемых семей или что ульи в контрольной группе не были должным образом защищены от воздействия.
| Номер вопроса | CS600Q04 |
| Компетенция | Научное объяснение явлений |
| Знание – Система | Содержание – Живая |
| Контекст | Местный/Национальный – Качество окружающей среды |
| Когнитивный уровень | Средний |
| Формат вопроса | Открытый ответ – кодируется экспертом |
Задание 600 Синдром гибели пчелиных семей
Вопрос №5
Учащиеся должны использовать соответствующие научные знания о вирусных инфекциях, чтобы объяснить явление, описанное в вопросе. Правильный ответ – третий вариант: В клетках пчёл была обнаружена ДНК, не принадлежащая пчёлам.
| Номер вопроса | CS600Q05 |
| Компетенция | Научное объяснение явлений |
| Знание – Система | Содержание – Живая |
| Контекст | Местный/Национальный – Качество окружающей среды |
| Когнитивный уровень | Средний |
| Формат вопроса | С выбором одного правильного ответа – Балл определяется компьютерной программой |
Задание CS613 Ископаемые виды топлива
Обзор задания
Задание исследует связь между сжиганием ископаемых видов топлива и уровнем CO2 в атмосфере. Стимульный материал включает схему, иллюстрирующую углеродные циклы в окружающей среде и короткий текст, описывающий стратегии снижения количества CO2, выбрасываемого в атмосферу, таблицу, сравнивающую характеристики этанола и нефти, когда они используются как топливо, и, график, иллюстрирующий результаты математической модели, которая рассчитывает улавливание и хранение углерода на трёх различных глубинах океана.
Задание CS613 Ископаемые виды топлива
Вопрос №1
Учащиеся должны использовать соответствующее содержание естественнонаучного знания, чтобы объяснить, почему использование растительного биотоплива не влияет на атмосферные уровни CO2 так сильно, как сжигание ископаемых видов топлива. Второй вариант – правильный ответ: Pастения, используемые для производства биотоплива, пока они растут, поглощают CO2 из атмосферы.
| Номер вопроса | CS613Q01 |
| Компетенция | Научное объяснение явлений |
| Знание - Система | Содержание - Физическая |
| Контекст | Глобальный - Природные ресурсы |
| Когнитивный уровень | Средний |
| Формат вопроса | С выбором одного правильного ответа - Балл определяется компьютерной программой |