Broszura wspó∏finansowana ze Êrodków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Spo∏ecznego

Wiedza przekazywana na lekcjach przedmiotów przyrodniczych ma przygotowaç m∏odych ludzi do wyzwaƒ wspó∏czesnego Êwiata.

Na lekcjach biologii, fizyki, chemii czy geografii kszta∏tuje si´ u uczniów umiej´tnoÊç trafnego stawiania pytaƒ, formu∏owaniahipotez, odró˝niania opinii od faktów, wyciàgania wniosków,odnoszenia nabytej wiedzy do sytuacji z ˝ycia.

Badanie „Laboratorium myÊlenia” stawia sobie za cel sprawdzenie, w jakim stopniu uczniowie na zakoƒczenie edukacji obowiàzkowejopanowali te umiej´tnoÊci rozumowania, zwane „umiej´tnoÊciamiz∏o˝onymi”, i wspieranie nauczycieli przedmiotów przyrodniczych.

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 2

Czemu s∏u˝y badanie „Laboratorium myÊlenia”

Celem badania „Laboratorium myÊlenia – diagnoza nauczania przed-miotów przyrodniczych w Polsce” jest ocena umiej´tnoÊci z przed-miotów przyrodniczych, czyli biologii, chemii, fizyki i geografii. Sprawdzanesà przede wszystkim umiej´tnoÊci z∏o˝one, m.in.: odró˝nianie opinii od faktów, zdobywanie potrzebnych informacji, logiczne wnioskowanie,formu∏owanie problemów, stawianie i weryfikacja hipotez itd.

„Laboratorium myÊlenia” to projekt pionierski. WczeÊniej w Polsce nieprowadzono badaƒ obejmujàcych kompleksowà obserwacj´ i analiz´ umiej´-tnoÊci uczniów z zakresu przedmiotów przyrodniczych.

Badanie realizowane jest w klasach pierwszych liceów, techników oraz szkó∏zawodowych i pozwoli sprawdziç umiej´tnoÊci uczniów uzyskane podczasnauki w gimnazjum.

2

Prof. Krzysztof Spalik (IBE) omawia zadanie z przyrody

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 3

Od wrzeÊnia 2012 r. w szko∏ach ponadgimnazjalnych obowiàzuje nowa pod-stawa programowa. JednoczeÊnie do liceów, techników i szkó∏ zawodowychtrafi∏ pierwszy rocznik uczniów, który by∏ nauczany wed∏ug nowego progra-mu w gimnazjach.

Badanie „Laboratorium myÊlenia” pozwoli sprawdziç stopieƒ opanowaniaumiej´tnoÊci z przedmiotów przyrodniczych przez m∏odzie˝ rozpoczynajàcànauk´ w szko∏ach ponadgimnazjalnych. Rzetelna diagnoza kompetencjiuczniów w tym zakresie ma kluczowe znaczenie dla planowania procesudalszego kszta∏cenia. Tym bardziej, ˝e – zgodnie z nowà podstawà – pierwszyrok nauki w liceach, technikach i szko∏ach zawodowych ma byç kontynuacjàkursu nauczania w gimnazjum.

Dzi´ki badaniu:

■ dowiedzà si´ Paƒstwo, które wiadomoÊci i umiej´tnoÊciuczniowie opanowali, a z którymi majà jeszcze problemy;

■ podczas warsztatów towarzyszàcych konferencji na tematwyników badania poznajà Paƒstwo skuteczne metody pracy z uczniami;

■ IBE, dysponujàc diagnozà nauczania przedmiotów przyrodniczych w gimnazjach, opracuje narz´dzia wspierajàce nauczycieli. Pozwoli to podnieÊç poziom nauczania tych przedmiotów w szko∏ach gimnazjalnych, co sprawi, ˝e m∏odzie˝ trafiajàca do Paƒstwa b´dzie lepiejwykszta∏cona.

3

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 4

„Laboratorium myÊlenia” realizowane jest w czterech cyklach, w latach 2011,2012, 2013 i 2014. Diagnoza obejmie ok. 7000 uczniów klas pierwszych ze180 szkó∏ ponadgimnazjalnych, a w ostatnim roku badania ok. 14 000.Pomiar b´dzie odbywaç si´ jesienià, aby zminimalizowaç wp∏yw nowej szko∏yna umiej´tnoÊci m∏odzie˝y.

W pierwszym cyklu badania, w 2011 roku, wzi´li udzia∏ uczniowie, którzy –jako ostatni rocznik gimnazjalistów – byli nauczani zgodnie ze starà podstawà programowà.

W 2014 r. do badania zostanà dodatkowo w∏àczeni uczniowie klas drugichszkó∏ ponadgimnazjalnych. Pozwoli to oceniç umiej´tnoÊci uczniów po zre-alizowaniu pe∏nego cyklu kszta∏cenia, który zgodnie z nowà podstawà programowà obejmuje trzy lata gimnazjum i pierwszà klas´ szko∏y ponad-gimnazjalnej.

4

Przebieg badania

Co roku do badania b´dzie losowana reprezentatywna próba szkó∏ ponadgimnazjalnych. Na prze∏omie sierpnia i wrzeÊnia w wylosowanych szko∏ach zjawià si´, w imieniu Instytutu BadaƒEdukacyjnych, przedstawiciele firmy badawczej w celuprzeprowadzenia badania.

Ufamy, ˝e dyrektorzy i nauczyciele tych szkó∏ wyra˝à zgod´ na realizacj´ badania w ich placówce.

Ju˝ teraz dzi´kujemy za okazanà ˝yczliwoÊç i pomoc.

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 5

Uczniowie bioràcy udzia∏ w badaniu rozwiàzujà trwajàcy ok. 100 minut(dwie godziny lekcyjne z przerwà) test, na który sk∏adajà si´ 52 zadania zam-kni´te z biologii, chemii, fizyki i geografii, których treÊç nie wykracza pozapodstaw´ programowà szkó∏ gimnazjalnych. Zadania sprawdzajà nie tylezapami´tywanie faktów, ile zdolnoÊç rozumowania uczniów, a wi´c rozpoz-nawanie i formu∏owanie problemów, stawianie i weryfikowanie hipotez,analiz´ tekstów, tabel i wykresów, odró˝nianie opinii od faktów czy stoso-wanie nabytej wiedzy w codziennych sytuacjach.

Na koniec badania uczniowie wype∏niajà krótki kwestionariusz zawierajàcypytania m.in. o ich zainteresowania przedmiotami przyrodniczymi oraz o rozwijanie umiej´tnoÊci rozumowania na lekcjach przedmiotów przyrod-niczych.

Zadania testowe obj´te sà klauzulà tajnoÊci, dzi´ki czemu w kolejnych eta-pach badania b´dzie mo˝na stosowaç te same pytania testowe, aby uzyskaçporównanie wyników. Mimo to, co roku cz´Êç zadaƒ b´dzie ujawniana i omawiana. Nauczyciele b´dà mogli wykorzystaç je w swojej pracy jakosprawdzone narz´dzia dydaktyczne.

5

Metoda badania

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 6

Geografia: Katastrofy

„W marcu 2011 r. Japoni´ nawiedzi∏o niezwykle silne trz´sienie ziemipo∏àczone z wysokà falà tsunami. Kl´ski te zwiàzane sà z budowà geolo-gicznà tego obszaru.”Uporzàdkuj zjawiska wed∏ug kolejnoÊci wyst´powania (od 1 do 3).

Komentarz: Zadanie sprawdza, czy uczeƒ potrafi ustaliç nast´pstwowydarzeƒ geologicznych i ich skutki. Jego zaletà jest odniesienie do aktual-nych wydarzeƒ. Uczeƒ ma wi´c okazj´ zestawiç doniesienia mediów natemat katastrofy z wiedzà zdobywanà w szkole.

Wyniki uczniów uzyskane podczas badania w 2011 r.: Zadanie okaza∏osi´ doÊç ∏atwe – poprawnie rozwiàza∏o je 65,3 proc. badanych uczniów.Mimo to doÊç liczna grupa (kilkanaÊcie procent) uzna∏a, ˝e to trz´sienia ziemiwywo∏ujà ruchy p∏yt litosfery i tsunami.

6

Przyk∏adowe zadania

Zjawisko KolejnoÊç wyst´powania

I Tsunami

II Trz´sienie ziemi

III Ruch p∏yt litosfery

1 / 2 / 3

1 / 2 / 3

1 / 2 / 3

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 7

Biologia: Stonka i ziemniak

„Pierwotnie stonka ziemniaczana ˝y∏a wy∏àcznie w Ameryce Pó∏nocnej, naterenie dzisiejszego stanu Kolorado. Zale˝noÊci mi´dzygatunkowe panujàcew tamtejszym ekosystemie utrzymywa∏y liczebnoÊç jej populacji na sta∏ympoziomie. Wszystko zmieni∏o si´, gdy ludzie przywieêli do Kolorado nowàroÊlin´. By∏ to pochodzàcy z oddalonej o tysiàce kilometrów AmerykiPo∏udniowej ziemniak. Na poczàtku XX w., wraz z transportem amery-kaƒskich ziemniaków, stonka dotar∏a do Europy. Dzisiaj zarówno roÊlin´, jaki ˝ywiàcego si´ nià owada, mo˝na spotkaç w niemal ca∏ej strefie umiar-kowanej pó∏kuli pó∏nocnej.”W oparciu o informacje zawarte w tekÊcie oceƒ, które z poni˝szych stwier-dzeƒ sà prawdziwe, a które fa∏szywe.

Komentarz: Zadanie sprawdza umiej´tnoÊç analizy tekstu i formu∏owaniana tej podstawie wniosków. Do jego rozwiàzania nie jest wymagana g∏´bszaznajomoÊç opisywanego zagadnienia, poniewa˝ wszystkie potrzebne infor-macje podano w tekÊcie.

Wyniki uczniów uzyskane podczas badania w 2011 r.: Ca∏e zadaniepoprawnie rozwiàza∏o zaledwie 24,1 proc. uczniów, przy czym byli to g∏ów-nie uczniowie, których na podstawie wyników ca∏ego testu mo˝na zaliczyçdo dobrych i bardzo dobrych. Nieprawid∏owe odpowiedzi pojawia∏y si´szczególnie w przypadku dwóch pierwszych pytaƒ. Prawdopodobnie wynikato z istnienia powtarzanego od najwczeÊniejszych lat nauki schematu „ston-ka ˝ywi si´ ziemniakami” (dodatkowo utrwalonego w nazwie owada). Zewzgl´du na te nieco zaskakujàce wyniki, zadanie warto omówiç na lekcji, abyzwróciç uwag´ uczniów na koniecznoÊç uwa˝nej analizy postawionegoproblemu.

7

Stwierdzenie Prawda czy fa∏sz?

Choç dzisiaj ludzie uwa˝ajà stonk´ za szkodnika, pierwotnie pe∏ni∏a wa˝nà funkcj´ – regulowa∏a liczebnoÊç populacji ziemniaka.

Ziemniak jest jedynà roÊlinà, którà stonka mo˝e si´ ˝ywiç.

Stonka rozprzestrzeni∏a si´ na ogromnym obszarze, poniewa˝ ludzie zacz´li uprawiaç ziemniaki.

Prawda / Fa∏sz

Prawda / Fa∏sz

Prawda / Fa∏sz

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 8

Fizyka: Si∏omierz i woda

„Dysponujemy metalowà kulkà zawieszonà na si∏omierzu oraz naczyniem z wodà. Znamy g´stoÊç wody i wartoÊç przyspieszenia ziemskiego. Poni˝ejpodano list´ wielkoÊci fizycznych. Które z nich mo˝na wyznaczyç, wykorzys-tujàc opisany uk∏ad i podane wartoÊci?”Zaznacz w tabeli liter´ T (tak) przy wielkoÊci, którà da si´ wyznaczyç, lub N(nie) przy wielkoÊci, której nie da si´ wyznaczyç.

Komentarz: Zadanie jest ÊciÊle zwiàzane z nowà podstawà programowà.Zgodnie z jej zapisami uczniowie powinni umieç pos∏ugiwaç si´ si∏omierzemoraz wyznaczaç za jego pomocà wartoÊç si∏y wyporu.Jedynà informacjà potrzebnà do twierdzàcej odpowiedzi na pierwsze pytaniejest elementarna znajomoÊç zwiàzku masy z ci´˝arem.Poprawna odpowiedê na drugie pytanie wymaga przeprowadzenianast´pujàcego rozumowania:➜ mog´ wyznaczyç wartoÊç si∏y wyporu ➜ zgodnie z prawem Archimedesajest ona równa ci´˝arowi wypartej cieczy ➜ znajàc ci´˝ar wypartej cieczy, jejg´stoÊç oraz przyspieszenie ziemskie mo˝na obliczyç jej obj´toÊç, równàobj´toÊci kuli.

Niewàtpliwie ostatni cz∏on tego rozumowania jest najtrudniejszy. Mo˝na za-∏o˝yç, ˝e takie obliczenia wykonuje czeÊç uczniów na lekcjach przy okazjipomiarów samej si∏y wyporu, ale nie jest to powszechnà praktykà.

Ostatnie pytanie natomiast wymaga znajomoÊci tylko jednego faktu: wartoÊçsi∏y wyporu nie zale˝y od rozmiarów naczynia, a wi´c pomiarami zwiàzany-mi z zanurzaniem kuli nie da si´ okreÊliç obj´toÊci wody w naczyniu.

Wyniki uczniów uzyskane podczas badania w 2011 r.: Zadanie okaza∏osi´ trudne. Uczniowie najs∏absi (bioràc pod uwag´ wyniki ca∏ego testu) zaz-naczali odpowiedzi na chybi∏ trafi∏. WÊród najlepszych rozwiàza∏o je pra-wid∏owo nieca∏e 40 proc. Wynika z tego, ˝e zadania doÊwiadczalne nie sàmocna stronà absolwentów gimnazjów.

8

WielkoÊç do wyznaczenia Mo˝na jà wyznaczyç czy nie mo˝na?

1. Masa kuli

2. Obj´toÊç kuli

3. Obj´toÊç wody w naczyniu

Tak / Nie

Tak / Nie

Tak / Nie

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 9

9

Chemia: Kosmetyk dla dziewczyny

„Jarek przygotowa∏ w prezencie dla swojej dziewczyny roztwór o nast´pujà-cym sk∏adzie:a) olejek ró˝any (1 g),b) olejek geraniowy (1 g),c) olejek pomaraƒczowy (2 g),d) olejek pi˝mowy (1 g),e) etanol (50 g).W perfumiarstwie stosuje si´ nast´pujàce kryteria w nazewnictwie, którezale˝à od procentowej zawartoÊci olejku zapachowego w wyrobie:perfumy – 15% do 30%; woda perfumowana – 10% do 15%; woda toale-towa – 5% do 10%; woda odÊwie˝ajàca – 3% do 5%.”

Wykorzystaj dane o sk∏adzie procentowym roztworu przygotowanego przezJarka i zdecyduj, jaki rodzaj Êrodka zapachowego podarowa∏ dziewczynie.

Komentarz: Zadanie sprawdza∏o, czy uczeƒ potrafi zastosowaç w praktycepoj´cie st´˝enia procentowego, a wi´c czy potrafi spoÊród sk∏adników roz-tworu wyodr´bniç ten, który jest rozpuszczalnikiem i te, które stanowià mas´substancji rozpuszczonej. Uczniowi nie narzucono z góry sposobu obliczaniast´˝enia – móg∏ rozwiàzaç zadanie, stosujàc zarówno wzór na st´˝enie pro-centowe, jak i poj´cie proporcjonalnoÊci. Uczeƒ musia∏ nie tylko okreÊliçst´˝enie procentowe, ale tak˝e prawid∏owo wskazaç, jak w perfumiarstwieokreÊla si´ kosmetyk o takim st´˝eniu substancji zapachowych. Zdaniesprawdza∏o wi´c tak˝e umiej´tnoÊç analizy tekstu.

Wyniki uczniów uzyskane podczas badania w 2011 r.: W zadaniu tympad∏o mniej ni˝ 30 proc. prawid∏owych odpowiedzi. Nawet w grupie najlep-szych uczniów dobrà odpowiedê da∏ tylko co drugi uczeƒ (54 proc.).Sugeruje to, ˝e wi´kszoÊç uczniów nie potrafi odró˝niç rozpuszczalnika od substancji rozpuszczonej oraz nie wie, ˝e substancj´ mo˝e tworzyç wi´cejni˝ jeden sk∏adnik roztworu. Mo˝e to równie˝ Êwiadczyç o nieznajomoÊcipodstawowych w∏aÊciwoÊci fizykochemicznych etanolu.

■ A. Perfumy.

■ B. Woda perfumowana.

■ C. Woda toaletowa.

■ D. Woda odÊwie˝ajàca.

■ E. Tego nie da si´ okreÊliç na podstawie danych z zadania.

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 10

Przedstawione przyk∏ady to tylko niektóre z odtajnionych zadaƒ wykorzys-tanych podczas badania „Laboratorium myÊlenia” w 2011 r. Pozosta∏e mo˝-na znaleêç w Bazie Narz´dzi Dydaktycznych na stronie projektu EntuzjaÊciEdukacji.

W bazie sà tak˝e inne zadania rozwijajàce umiej´tnoÊci z∏o˝one z nast´pujàcych przedmiotów:

■ chemia,■ geografia,■ fizyka,■ biologia,■ matematyka,■ historia,■ j´zyk polski.

Zadania te powsta∏y z myÊlà o uczniach gimnazjów. Nic jednak nie stoi naprzeszkodzie, aby wykorzystaç je w pracy z m∏odzie˝à uczàcà si´ w szko∏achponadgimnazjalnych. Zw∏aszcza w przypadku stwierdzenia u absolwentówgimnazjów braków w zakresie umiej´tnoÊci z∏o˝onych, wymaganych nawczeÊniejszym etapie edukacji.

Baza jest stale uzupe∏niana o nowe zadania. Ka˝de zawiera komentarzdydaktyczny, wskazanie wymagaƒ podstawy, które rozwija, a tak˝e sugestieco do sposobu wykorzystania (praca na lekcji, sprawdzian czy zadaniedomowe).

Goràco zach´camy do skorzystania z Bazy Narz´dzi Dydaktycznych.www.bnd.ibe.edu.pl

10

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 11

11

Ka˝da szko∏a bioràca udzia∏ w badaniu „Laboratorium myÊlenia” otrzyma od nas informacj´ o wynikach uzyskanych przez uczàcà si´ w niej m∏odzie˝na tle pozosta∏ych szkó∏ bioràcych udzia∏ w badaniu. Instytut BadaƒEdukacyjnych opublikuje równie˝ ogólnà diagnoz´ poziomu umiej´tnoÊciabsolwentów gimnazjów z danego rocznika. Nie b´dziemy natomiast ujaw-niaç wyników poszczególnych uczniów – „Laboratorium myÊlenia” jestbadaniem anonimowym.

Co roku, po ka˝dym cyklu badania, zorganizujemy konferencj´ z udzia∏emnauczycieli oraz dyrektorów szkó∏ uczestniczàcych w badaniu. Wezmà w niejudzia∏ tak˝e naukowcy, dydaktycy i twórcy nowej podstawy programowej,którzy zaprezentujà wyniki i wnioski z diagnozy.

Konferencji towarzyszyç b´dà warsztaty, podczas których nasi eksperciomówià odtajnione zadania. B´dzie to doskona∏a okazja, aby dowiedzieç si´,w jaki sposób efektywnie kszta∏ciç umiej´tnoÊci z∏o˝one oraz jak diagno-zowaç i uzupe∏niaç braki tych umiej´tnoÊci wÊród m∏odzie˝y, trafiajàcej do szkó∏ ponadgimnazjalnych.

Wyniki badania

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 12

www.ibe.edu.pl

Instytut Badaƒ Edukacyjnychibe@ibe.edu.pl | www.ibe.edu.pl

O nas

Instytut Badaƒ Edukacyjnych (IBE) jest niezale˝nà placówkà badawczà,prowadzàcà interdyscyplinarne badania naukowe nad funkcjonowaniem i efektywnoÊcià systemu edukacji w Polsce. IBE uczestniczy w krajowych i mi´dzynarodowych projektach badawczych, przygotowuje raporty, spo-rzàdza ekspertyzy oraz pe∏ni funkcje doradcze w tym zakresie. Szczególniedu˝à wag´ przywiàzuje do badaƒ, których wyniki mogà zostaç wykorzystanew praktyce i polityce edukacyjnej zarówno na szczeblu krajowym, jak i lokalnym. IBE opracowuje i dostarcza narz´dzia wspierajàce szko∏y i nauczycieli.

Instytut zatrudnia ponad 130 badaczy zajmujàcych si´ edukacjà – peda-gogów, psychologów, socjologów, ekonomistów, politologów i przedsta-wicieli innych dyscyplin naukowych – wybitnych specjalistów w swoichdziedzinach. Ich doÊwiadczenia obejmujà badania naukowe, a tak˝edzia∏alnoÊç dydaktycznà, prac´ w administracji publicznej i dzia∏alnoÊç w organizacjach pozarzàdowych.

Do 2015 r. IBE realizuje projekt systemowy „Badanie jakoÊci i efektywnoÊciedukacji oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego” pod nazwà„EntuzjaÊci edukacji”. G∏ównym celem projektu jest wzmocnienie systemuedukacji w zakresie badaƒ edukacyjnych oraz zwi´kszenie wykorzystywaniawyników badaƒ naukowych w polityce i praktyce edukacyjnej oraz w zarzàdzaniu oÊwiatà. Projekt jest wspó∏finansowany ze Êrodków UniiEuropejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Spo∏ecznego z ProgramuOperacyjnego Kapita∏ Ludzki, Priorytetu III „Wysoka jakoÊç systemu oÊwiaty”nadzorowanego przez Ministerstwo Edukacji Narodowej.

IBE Laborat M 9 Druk 2/07/12 11:59 Page 1